甲醇还原法制备钯掺杂HKUST-1 MOFs：增强储氢性能、传感能力与诱导磁化的协同效应

为解决传统储氢材料灵敏度低和磁性调控困难的问题，研究人员通过溶剂介导原位合成法将Pd纳米颗粒（NPs）嵌入HKUST-1金属有机框架（MOFs），发现甲醇溶剂体系（Pd_MeOH）显著提升储氢容量（12%）、降低检测限，并激活Cu2二聚体磁性，为多功能MOF基材料设计提供新范式。

　　

氢能作为清洁能源载体，其安全存储与高效检测是能源领域的核心挑战。传统钯（Pd）基传感器因体材料限制，检测下限仅达1%氢气浓度，且MOFs的磁性调控机制尚未明晰。印度科学教育与研究学院的研究团队在《Materials Chemistry and Physics》发表研究，通过创新性溶剂介导原位合成策略，将Pd纳米颗粒精准嵌入HKUST-1 MOFs孔隙，揭示了材料性能的突破性提升。

研究采用粉末X射线衍射（PXRD）验证晶体结构稳定性，通过高分辨透射电镜（HR-TEM）和能量色散X射线光谱（EDS）表征Pd NPs分布，结合热重分析（TGA）评估热稳定性，并利用磁性测量系统探究Cu₂二聚体行为。

材料与表征
PXRD证实甲醇（Pd_MeOH）和乙醇（Pd_EtOH）溶剂体系均保持HKUST-1框架完整性。HR-TEM显示仅Pd_MeOH样品实现Pd NPs体相活化，其均匀分布使比表面积提升。

储氢与传感性能
Pd_MeOH在液氮温度下储氢容量显著超越纯HKUST-1和Pd_EtOH，归因于优化的孔隙体积。其氢气传感响应提升12%，得益于Pd NPs表面活性位点增加，突破了传统PdH_α-PdH_β相变浓度限制。

磁性调控机制
磁性测量发现纯HKUST-1呈抗磁性，而Pd掺杂样品均表现顺磁性。Pd_EtOH中观察到单重态向自由Cu自旋的转变，而Pd_MeOH因更高Pd浓度导致Cu₂二聚体完全解离，呈现全温区顺磁行为。

该研究首次实现Pd NPs浓度依赖的MOFs磁性精准调控，同步提升储氢与传感性能，为设计"三位一体"功能材料奠定基础。甲醇溶剂的独特还原能力被证实是性能优化的关键，这一发现对开发新型能源存储与智能传感系统具有重要指导意义。