具有可调节功能的MOF在生产低成本的析氧反应(OER)电催化剂方面显示出良好的前景,但是其差的稳定性和导电性严重限制了其实际应用。
有鉴于此,华南理工大学李映伟教授和沈葵教授等人,报道了一种以叶状CoM-ZIF-L为前驱体,在泡沫镍(NF)上组装的非晶态金属氢氧化物微阵列的原位电化学合成方法,以提高OER性能。
本文要点
1)通过精细控制电化学过程,制备了组装在泡沫镍(NF)上的MOF衍生的非晶态金属氢氧化物微阵列。结果表明,电化学循环伏安法(CV)氧化还原过程可以通过活化金属离子的可逆氧化还原,去除2-甲基咪唑,随后将OH-封端,从而促进CoM-ZIF-L的配体取代,生成具有丰富氧缺陷的高活性非晶金属氢氧化物。
2)正如预期的那样,优化后的aCo(OH)2-ZIF-L/NF具有丰富的催化位点、良好的电导率和较短的离子扩散路径,这些都是其优异的OER活性的原因。
3)进一步的实验和DFT计算结果证实,原位形成的有缺陷的非晶态金属氧化物(氢氧化物)是该电催化反应的真正活性物种。
参考文献:
Jieting Ding et al. Electrochemical Synthesis of Amorphous Metal Hydroxide Microarrays with Rich Defects from MOFs for Efficient Electrocatalytic Water Oxidation. Applied Catalysis B: Environmental, 2021.
DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120174
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120174