大连化物所陈忠伟院士&哈工大Angew:MOF结构重构增强OER性能
纳米技术 纳米 2024-09-14

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MOF材料具有结构柔性和可调性,是一种具有前景的OER催化剂。但是通常MOF材料在OER反应中容易发生结构转变,因此准确的研究结构-性质关系变得非常具有挑战性。

有鉴于此,中国科学院大连化物所陈忠伟院士、Liu Yang、哈尔滨工业大学魏波教授等报道发现电化学氧化能够控制MOF的结构重构,具体通过原位Raman和UV-Vis光谱,发现Fe掺杂能够加快Ni(Fe)-MOF的结构变化,同时增加Ni-O化学键的长度。

本文要点

(1)

理论模型说明Fe掺杂和缺陷引起NiO6八面体的拉伸应力,调节金属的ds-Op轨道杂化,改善吸附行为,增强OER催化活性。

(2)

重构的Ni(Fe)-MOF催化剂作为阳极构筑了阳离子交换膜电解水槽,在2.2 V达到3.3 A cm-2电流密度,而且能够在0.5~1 A cm-2区间稳定的工作160 h。

这项研究深入了人们对于OER催化剂结构重构过程的认识,为设计高效率催化剂提供指导和帮助。

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参考文献

Ying Li, Liu Yang, Xiaolei Hao, Xiaopei Xu, Lingling Xu, Bo Wei, Zhongwei Chen, Origin of Enhanced Oxygen Evolution in Restructured Metal-Organic Frameworks for Anion Exchange Membrane Water Electrolysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202413916

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202413916


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