CuCo雙金屬有機框架納米顆粒（CuCo-MOF）是一類由銅（Cu）和鈷（Co）兩種金屬中心與有機配體通過配位鍵自組裝形成的晶態(tài)多孔材料，其特點如下：

一、結構特性

• 雙金屬協(xié)同效應：Cu和Co的共摻雜可優(yōu)化電子結構，提升催化活性。例如，在Cu-CAT納米棒中引入Co后，氫吸附自由能（ΔGH*）從0.46 eV降至0.14 eV（接近Pt的0 eV），顯著降低過電位。

• 高比表面積與可調控孔道：二維CuCo-BDC納米片比表面積達數(shù)百平方米每克，介孔尺寸（2-50 nm）促進傳質，提升催化效率。

• 多樣化形貌：通過調控合成條件，可獲得立方體、球狀、空心球、核殼結構等不同形貌的納米顆粒。

二、性能優(yōu)勢

• 優(yōu)異的催化性能：

• 析氫反應（HER）：CuCo-CAT/CC在堿性和中性介質中表現(xiàn)出與Pt/C相當?shù)幕钚?，過電位僅需52 mV和143 mV即可驅動10 mA/cm2電流密度，且1000次循環(huán)后性能無衰減。

• 氧還原反應（ORR）：雙金屬位點協(xié)同促進氧分子吸附與還原，有望替代貴金屬催化劑用于燃料電池。

• CO?還原：基于MOF的Cu單原子與Cu摻雜Au納米顆粒協(xié)同催化，將CO?轉化為高附加值燃料（如C?H?），電子選擇性達71.1%。

• 污染物降解：CuCo-BDC在可見光下活化過氧單硫酸鹽（PMS），30分鐘內去除率>93%的磺胺甲惡唑（SMX）等污染物，降解速率達Cu-BDC的300倍。

• 高穩(wěn)定性：CuCo-MOF納米顆粒在催化反應中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，如CuCo-CAT/CC在1000次循環(huán)后性能無衰減，CuCo-BDC在四輪循環(huán)后效率保持70%。

• 良好的導電性：CuCo-MOF的導電性優(yōu)于大多數(shù)MOF材料，如CuCo-CAT的導電性通過Co摻雜得到提升，有利于電催化過程中的電荷傳輸。

三、合成方法優(yōu)勢

• 水相室溫合成：以Na?BDC為配體，避免高溫高壓和有毒溶劑，降低生產(chǎn)成本，符合綠色化學理念。

• 形貌可控：通過調控反應條件，可精確控制納米顆粒的尺寸和形貌，滿足不同應用需求。

四、應用前景

• 電催化領域：作為高效析氫、氧還原、CO?還原等反應的催化劑，有望替代貴金屬催化劑，降低能源轉換成本。

• 環(huán)境修復：用于高效活化過氧單硫酸鹽降解污染物，為水處理提供綠色高效的解決方案。

• 能源存儲與轉換：作為超級電容器和鋰離子電池的電極材料，提升電荷存儲能力和循環(huán)穩(wěn)定性。

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