d带中心与p带中心是材料电子结构中的核心参数，分别主导过渡金属与非金属/半导体材料的催化行为。
d带中心通过调控吸附能直接影响电催化反应动力学（如HER、ORR），而p带中心则通过能带工程优化电荷转移效率和光响应特性（如光催化分解水）。两者的协同作用（如d-p轨道杂化）可打破单一调控的局限性，例如界面工程中通过电子离域降低反应能垒，实现多步骤反应的优化。
d带中心与p带中心的定义
d带中心
d带中心是过渡金属（如Fe、Pt、Pd等）中d轨道能级的平均能量位置，通常以相对于费米能级的能量值（如ε_d）表示。它反映了d轨道与反应物分子轨道（如吸附质分子）的相互作用强度，是催化活性描述符之一
物理意义：d带中心越接近费米能级，金属d轨道与吸附物分子轨道的杂化越强，成键态与反键态的电子占据程度不同，从而影响吸附能。例如，d带中心上移（更接近费米能级）会增强吸附作用，但过度吸附可能导致中间体脱附困难
https://doi.org/10.1021/acsami.2c13417
p带中心
p带中心主要指非金属元素（如O、N、S等）的p轨道能级平均位置，常见于金属氧化物或半导体材料中。在催化中，p带中心的位置影响材料的电荷转移能力及与反应物的轨道杂化方式
物理意义：p带中心的位置决定了材料的氧化还原能力和光吸收特性。例如，在光催化中，p带中心与导带/价带的相对位置直接影响光生电子-空穴对的分离效率
https://doi.org/10.1016/j.apmate.2023.100167
联系与区别
联系
电子结构调控：两者均通过调控材料的电子结构（如能带位置、电荷分布）影响催化活性。例如，d带中心与p带中心的协同作用可优化吸附中间体的自由能。
对称性匹配：d轨道（g对称性）与p轨道（u对称性）的对称性差异影响成键方式。例如，d-pπ键的形成依赖于两者的正负相位匹配。
区别
d带中心的应用
Pt基催化剂：调控Pt的d带中心下移可减弱H的过度吸附。例如，PtFe合金中Fe的引入通过电子效应降低Pt的d带中心，优化H吸附自由能，使过电位降至23 mV
NiFe合金：Fe掺杂提高Ni的d带中心，增强对OH*的吸附，促进碱性条件下的水解离步骤
https://doi.org/10.1016/B978-0-443-19256-2.00006-5
直接合成H₂O₂
Pd/TiO₂催化剂：通过氧空位诱导电荷从TiO₂载体向Pd转移，导致Pd的d带中心下移，优化O₂和OH*的吸附，提升H₂O₂选择性和产率至80%。
DOI: 10.1038/s41467-024-47624-7
p带中心的应用
光催化分解水
TiO₂：其价带由O 2p轨道组成，p带中心位置影响光生空穴的氧化能力。通过掺杂N或S可调整p带中心，增强可见光吸收和电荷分离效率
MoS₂：Mo的d带与S的p带杂化形成活性位点，p带中心调控硫空位可增强H*吸附，提升HER活性。
https://doi.org/10.1002/smll.202408057
双原子催化剂
FeSn双原子位点：Sn的p轨道与Fe的d轨道杂化（p-d轨道杂化）引发电子离域，降低氧还原反应（ORR）的能垒
Ru@Cr-FeMOF：Cr掺杂调控O的p带中心，形成Cr-O-Ru键，促进OER过程中电荷转移，同时降低Ru的d带中心以优化H*脱附
https://doi.org/10.1002/anie.202215654
总结
d带中心更适用于过渡金属催化剂的吸附能调控，如电催化和热催化；p带中心在光催化、半导体器件及非金属催化体系中起主导作用。
两者的协同作用（如p-d杂化）是设计高效催化剂的重要方向，例如通过界面工程实现d-p轨道耦合，优化反应路径。