赵川/翟全国AM: 用于高效水氧化的导电分层多孔MOF/LDH异质纳米管阵列的晶格匹配生长
雨辰 雨辰 2021-01-19

金属-有机框架(MOFs)结合到不同的多组分材料中,以精确构建定向异质结构是一项引人注目的研究,但由于其界面能和成核动力学的不同而难以实现。

有鉴于此,新南威尔士大学赵川教授和陕西师范大学翟全国教授等人,对具有高度有序的分层多孔结构的导电MOF/层状双氢氧化物(cMOF/LDH)异质纳米管阵列论证了一种有前途的晶格匹配生长策略,从而能够实现超高效的析氧反应(OER)。

本文要点

1在内部模板牺牲过程中的中间状态下,在水热条件下48小时后(cMOF / LDH-48),获得了独特的异纳米管阵列结构。cMOF/LDH异质结构描述了均匀排列的多金属纳米管阵列和分级多孔结构。

2CoNiFe‐LDH纳米线被用作内部模板,通过嵌入cMOF并匹配两个晶格系统来设计界面,从而沿着LDH纳米线进行cMOF/LDH异质结构的接枝生长。通过不断调节相变程度,制备出了一类分层多孔cMOF/LDH异质纳米管阵列。cMOF和LDH组分的协同效应显著提高了异质纳米管阵列的化学结构和电子结构及其电活性表面积。

3优化后的异质纳米管阵列表现出非凡的OER活性,其超低过电压分别为216和227 mV,电流密度分别为50和100 mA cm−2,Tafel斜率为34.1 mV dec−1

总之,在高电流密度和剧烈气泡条件下,这种分层MOF/LDH异质纳米管阵列的优异性能使其成为有前景的实用水电解材料。

参考文献:

Ying Wang et al. Lattice Matching Growth of Conductive Hierarchical Porous MOF/LDH Heteronanotube Arrays for Highly Efficient Water Oxidation. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202006351

https://doi.org/10.1002/adma.202006351


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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