金属-有机骨架(MOF)具有高度的灵活性,可以调节配位结构和组成,具有广泛的应用前景。然而,单个MOF的真实性质在很大程度上取决于特定应用的表面形貌和表面化学。
基于此,山东大学张进涛教授通过传质限制沉积过程实现了一种原位受限界面转变过程,可以自发地控制单块MOF电沉积过程中不同的形貌和表面成分。
文章要点
1)研究发现,包括电迁移、扩散和强迫扩散在内的传质过程的调节允许控制界面离子-配体浓度以实现溶解和沉淀之间的转化,从而赋予界面形态变化以转向化学的成分调节。特别是,界面刻蚀和原位沉淀过程能够形成嵌入纳米棒的Fe-三偏酸纳米粒子,具有优异的析氧(OER)电催化活性和显著的长达800 h以上的耐久性能。
2)通过与亲核试剂反应对中间体进行的操纵子探测证实,分级复合结构的有利表面化学将优化中间体形成的结合能。未配位的羧酸盐作为质子转移接力体,加速了质子转移过程,提高了放氧性能。此外,为了解决潜在的安全隐患,在电解槽的设计中,铁氰化物被用作质子无关的电子储存库,以解耦水电解以实现良好的能量转换。
这种简单、可扩展和经济高效的界面转换策略提供了对MOF结构和组成的自发控制,以实现理想的电催化反应。
参考文献
Yueqing Wang, et al, Confined Interface Transformation of Metal Organic Frameworks for Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/D2EE01073A
https://doi.org/10.1039/D2EE01073A