d吸附能。基于该理论，研究者通过调节带中心位置来调控、、及₂等反应的活性和选择性。

合金化dd/高通量筛选和机器学习应用展望未来，需要通过多种电子描述符协同应用、先进表征技术和计算方法的结合，加深对带中心调控机理的认识，为设计高效稳定的电催化剂提供理论指导。

d带中心概述

根据萨巴捷近年出现了基于电子结构的催化描述符，其中（d-bandcenter）因其与金属表面吸附能的相关性而被广泛应用。d带中心理论首次由Nørskov等于1995年提出，用来解释过渡金属表面的吸附行为。

DOI: 10.1016/S1872‐2067(22)64103‐2

随后介绍常用的材料调控策略（如合金化、应变、缺陷、异质结构等）如何改变d带中心；最后总结该领域最新研究进展和存在挑战。旨在为进一步利用d带中心调控电催化性能提供系统综述和研究展望。

d带中心的起源与物理意义

概念源于过渡金属表面的电子结构理论，其本质是将参与化学吸附的d轨道能带近似为一个平均能级ε_d根据Newns–Anderson吸附模型，吸附能的大小取决于吸附物轨道与金属d带的杂化情形，而d带中心位置高（接近费米能级）意味着空反键轨道增多，可增强化学键结合强度。

换言之，ε_d与费米能级之间的能量差可以预测表面对小分子（如HOH从化学键形成角度看，金属–吸附物体系中，d带电子的重新分布决定了键的强弱。当d带中心上移时，空的反键轨道数量增加，吸附反应的键能降低；当d带中心下移时，反键态被填充减少，吸附能减弱。

DOI根据d带理论，不同金属表面的吸附能与其d带中心位置紧密相关。这一规律直观地解释了Sabatieŕ原则下的“合适吸附能”：过高的ε_d会导致过强吸附，使表面自我钝化；ε_d过低则吸附过弱，催化活性不足。因此，d带中心为量化吸附强度和反应路径提供了基础。

从反应动力学角度看，吸附能的变化决定了反应路径的能垒和中间体的覆盖度。根据Brønsted–Evans–Polanyi关系，吸附能与活化能之间存在线性相关，进而形成催化活性火山图。

综上所述，d带中心位置决定了金属表面对反应中间体吸附的强弱，这一关系在多种电催化反应中起核心作用。

d带中心与电催化性能的关系

。总体而言，电化学反应的速率和选择性与中间体的吸附能密切相关，而吸附能又与ε_d呈规律性关系。以析氢反应（HER）为例，理想的催化剂应使氢吸附自由能ΔG_H通过调控d带中心位置，可改变ΔG_H该研究中，Ni掺杂的CoP纳米结构（Ni-CoP/HPFs）的d带中心较纯CoP下移，实验测得其HER超电势显著降低。类似地，对三氮化钴(Co₄N)纳米片进行V元素掺杂后，d带中心远离费米能级，氢吸附能下降，解吸过程变得更容易，从而极大提升了HER活性。这些案例表明，下移d带中心能够减弱H原子的结合力，优化HER反应路径。

、等中间体。研究表明，通过调节d带中心降低过强的氧吸附可提升OER活性。

氧还原反应总之，在水分解、燃料电池及CO₂还原等电催化反应中，d带中心的升降规律性地影响吸附能和活性选择性，且通过理论模拟与实验证实了其定量关联。

10.3390/ijms232315405

材料调控策略

。常见方法包括：

：在过渡金属中掺杂其他元素（如Pt–M合金、Ni–Co合金等）可以改变金属原子邻域的电子结构，从而移动d带中心位置。

应变工程例如，通过力球磨法引入拉伸应变，研究者发现NiFe层状双氢氧化物的d带中心上移，氧中间体吸附能升高，促进了OER动力学。

：在催化材料中引入缺陷或元素空位可以局部改变电子结构，将d带中心向上或向下移动。研究表明，制造氧空位或嵌入原子空位后，会使d带电子分布发生偏移。

解吸和HER活性提异质结构构建：例如，Ni₃S₂@NiOOH的核壳结构中，界面处Ni3S2的d带中心相对Ni3S2主体向左移动（下移），相对NiOOH向右移动（上移），这导致H综上，合金化、应变、缺陷和异质结构等策略通过调节催化剂的d带中心位置，实现了对吸附能和催化活性的精确控制。

总结

。在理论方面，高通量计算与机器学习技术被引入催化剂筛选流程，可快速评估数千种化合物的d带中心与活性关系。大量工作也扩展了传统d带模型，提出结合p带中心、eg轨道填充和金属–氧协同作用等多重描述符，以更全面描述复杂催化体系。

目前已有综述强调了电催化中使用d带中心及其他电子描述符进行预测的重要性，并结合机器学习与自动化合成等方法探索新材料。

d带中心理论在电催化应用中仍面临挑战其二，电催化环境复杂：催化剂表面电势、溶剂分子、电解质离子等因素会影响d带位置，使静态模型难以完全覆盖实际情况。其三，催化剂稳定性和耐久性问题尚未被d带描述符充分考虑。