电催化CO2还原反应（CO2RR）能够将温室气体CO2转化为高附加值燃料和化学品，是实现碳达峰与碳中和目标的重要技术路径之一。其中，金属有机框架（MOFs）基电催化剂凭借其结构可调、孔隙率高和活性位点明确等优势在CO2RR领域备受关注。然而，原始MOFs的实际应用受限于两大瓶颈：一是本征活性位点数量不足导致催化转化效率偏低，二是关键中间体的强吸附引发产物脱附困难，抑制了CO的选择性。金属空位作为一种原子尺度的结构缺陷，能够诱导局域电子重排并优化反应路径，这使其有望同时缓解活性位点不足与产物脱附困难两大瓶颈，实现高电流密度下CO选择性的显著提升。
本工作提出了一种基于晶面调控的金属空位工程策略，通过在杂化沸石咪唑酯框架（HZIF-Mo）中可控构建高密度钼空位作为高效的CO2电还原催化剂。实验和理论计算结果表明，钼空位的引入能够下移金属节点的d带中心，优化*COOH中间体的稳定化并弱化*CO的吸附强度，从而显著降低反应决速步的能垒。此外，HZIF-ETC的多孔结构和富缺陷特征增强了CO2分子捕获、电子转移及关键中间体的吸附/脱附能力，所有这些因素共同作用使催化剂具有优异的电催化活性和选择性。在流动电池中，HZIF-ETC实现了86.5%的CO法拉第效率，在100-500 mA·cm-2的宽电流密度范围内保持80%以上的CO选择性，并展现出超过12小时的稳定性。该研究为缺陷工程调控MOF电子结构以实现高效能源催化提供了新的见解。
钼缺陷HZIF-Mo的晶面控制策略及其增强电催化CO2还原机理示意图
以上研究成果以“Engineering Mo vacancies in hybrid zeolitic imidazolate frameworks to downshift the d-band center and promote CO desorption for efficient CO2 electroreduction”为题发表在国际期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（新锐期刊I区，TOP期刊）上，材料学部2023级研究生张鉴鹏为第一作者，杨晓坤为共同第一作者，氢电能源材料创新团队闫理停副教授、半导体材料与器件创新团队郭恩言教授和郝霄鹏教授为文章的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、济南市“新高校20条”、齐鲁工业大学（山东省科学院）科教产融合重大创新项目和山东省泰山学者计划等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2026.140576