关于MOF的气凝胶(aerogel)材料的相关研究非常罕见,这是因为目前合成MOF气凝胶的方法非常少。
有鉴于此,香港城市大学楼雄文教授等报道了水处理能够快速的将MOF粉末变为MOF气凝胶。
本文要点:
(1)
因为其中的微观结构单元重新组装,导致这种转变过程中的宏观结构变化以及形貌的改变。在酸刻蚀后,MOF气凝胶催化剂形成丰富的空穴,导致碳边缘形成高浓度的O配位Ni单原子位点。
(2)
这种催化剂表现优异的碱性OER电催化活性,仅需要279 mV就能够达到10 mA cm-2电流密度。
DFT理论计算结果表明,与内部O-配位原子位点或者传统的N-配位Ni原子位点相比,边缘富集的氧配位Ni单原子位点能够降低OER反应能垒。这种作用导致独特O配位结构得到优化,并且起到活性Ni位点电子结构的协同边缘效应。
参考文献
Jiawei Zhu, Jia-Wei Zhao, Deyan Luan, Xiong-Wen (David) Lou, Oxygen-Coordinated Single-Atom Nickel Catalysts Derived from Water-Induced Metal-Organic Framework Aerogel for Efficient Water Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202500261
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202500261