为析氧反应开发和寻找具有大规模应用和高活性的潜在电催化剂至关重要。

有鉴于此，南京大学李朝升教授、杭州师范大学贾淦等人，合成了一种具有完全稳定配位环境的方酸基金属有机骨架(MOF)([Co₃(C₄O₄)₂(OH)₂]⋅3H₂O)用于电催化水氧化。

本文要点

1）提出了一种简便，绿色，低成本的策略，不仅通过合理地破坏Co-O键以形成有缺陷的配位环境和电子重构来引入缺陷，而且还可以系统地调节缺陷浓度以优化电化学性能。适当调节缺陷并在原始MOF中引入缺陷配位以获得表面缺陷/非晶衍生物可以显着提高电化学水分解的性能。基于Co-O键和Co-N键之间相似的结合能，NaBH₄后处理也可能提供一种可行的策略来打破Co-O键并产生缺陷。

2）此外，衍生的硼化物（无定形的Co-B物种）不仅被认为可以扩大活性表面，还可以通过其电子传输作用保护金属原子免于被氧化。同时，硼的电子转移为金属位点提供了富集的d族电子，并调节局部无序性，以满足较高的电化学稳定性和活性。重要的是，通过掺杂具有不同电负性和原子半径的杂原子来补偿配位数可以有效地稳定氧空位。

3）因此，由于较大的活性表面积，更多的开放活性位点和良好的导电通道，经过后处理的表面缺陷MOF衍生物（Co-MOF-3h）在380 mV的超电势下实现了50 mA cm^-2的电流密度。密度泛函理论计算进一步验证了有关电催化剂电子结构的缺陷配位效应。

总之，该工作为缺陷工程提供了新的思路，有利于开发高效电催化剂。

参考文献：

Xinyue Zheng et al. Modulation of Disordered Coordination Degree Based on Surface Defective Metal–Organic Framework Derivatives toward Boosting Oxygen Evolution Electrocatalysis. Small, 2020.

DOI: 10.1002/smll.202003630

https://doi.org/10.1002/smll.202003630