开发无贵金属双功能氧电催化剂对几种关键的能量转换和储存系统具有重要意义，但仍然是一个巨大的挑战。

近日，南洋理工大学楼雄文教授报道了一种在多通道碳纤维（MCCF）上生长NiMn基双金属有机骨架（NiMn-MOF）纳米片的转化方法，作为一种高效的双功能氧电催化剂。

文章要点

1）研究人员通过水热合成和随后的配体交换过程两步法合成了MCCF/NiMn-MOF。FESEM和TEM图像和XRD图表明，水热合成后，具有50 nm单层厚度的刚性NiMn-LDH纳米片密集地排列在每个MCCF上。此外，随时间变化的FESEM图像、XRD图和FTIR谱表明，在经过6小时的配体交换反应后，从NiMn-LDH完全转变为NiMn-MOFs。HAADF-STEM图像和EDX谱元素映射图像显示NiMn-MOF纳米片在每个MCCF上密集而均匀地生长。ICP-OES结果表明，MCCF/NiMn-MOF中Ni：Mn原子比约为0.17：1，与EDX结果接近。此外，MCCF/NiMn-MOF的比表面积高达100.3 m² g^-1。这些形貌和结构表征证实了成功合成了MCCF负载的层状NiMn-MOF纳米片。

2）由于NiMn-MOF纳米片的活性及其与高导电性MCCF载体的紧密结合，所获得的MCCF/NiMn-MOF对氧还原反应（ORR）的电催化性能与商业Pt/C电催化剂相当，而对析氧反应（OER）的电催化性能优于基准RuO₂电催化剂。

3）X射线吸收精细结构（XAFS）谱和密度泛函理论（DFT）计算表明，MCCF/NiMn-MOF中相邻的Ni和Mn节点的强烈协同效应有效地促进了活性NiO6上关键*O和*OOH中间体的热力学形成，朝着快速的ORR和OER动力学方向发展。

Weiren Cheng, et al, NiMn-Based Bimetal-Organic Framework Nanosheets Supported on Multi-Channel Carbon Fibers for Efficient Oxygen Electrocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202008129

https://doi.org/10.1002/anie.202008129