共价有机框架化合物(covalent organic framework, COF)目前在气体储存,传感,燃料电池,光伏,催化剂载体等领域中展现了较广泛的应用前景。目前无金属的COF材料在电催化反应中的应用报道还很少,印度CSIR-矿物与材料技术研究所Bikash Kumar Jena、印度科学普及协会Asim Bhaumik等开发了噻二唑(thiadiazole)基底的COF材料C4-SHz,该COF材料通过1,3,5-三(4-甲酰基苯基)苯(1,3,5-tris(4-formylphenyl)benzene)和2,5-二肼基-1,3,4-噻二唑(2,5-dihydrazinyl-1,3,4-thiadiazole)之间的反应合成,得到的材料表面积非常高(1224 m2 g-1),并且材料中具有丰富的活性位点,大量孔道结构。并且这种材料在电催化产氧反应中展现了非常好的长期工作稳定性,在10 mA/cm2的电流密度中过电势为320 mV。作者认为催化剂的高活性源自其较高的比表面积、π共轭有机结构,这有利的改善了电荷和反应物的传输过程。该工作为非金属COF材料电催化剂在OER产氧反应中的应用提供了很好的例子,其有可能当作碳基催化剂的另外选择。
参考文献
Sujan Mondal; Bishnupad Mohanty; Maryam Nurhuda; Sasanka Dalapati; Rajkumar Jana; Matthew Addicoat; Ayan Datta; Bikash Kumar Jena*; Asim Bhaumik*
A Thiadiazole-Based Covalent Organic Framework: A Metal-Free Electrocatalyst toward Oxygen Evolution Reaction,ACS Catal. 2020, 10, XXX, 5623-5630
DOI: 10.1021/acscatal.9b05470
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.9b05470