Angew综述:MOF材料在电催化领域的应用
纳米技术 纳米 2022-12-05

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过渡金属复合物是重要的均相电催化剂,其中MOF材料能够被看作过渡金属复合物以周期性结构组装而成的材料。而且MOF材料具有高比表面积、多孔结构、配位配体可交换的可接触过渡金属原子等优势。

有鉴于此,瓦伦西亚理工大学Hermenegildo García等对MOF电催化剂进行综述。作者对目前MOF材料用于电催化剂的情况进行总结,分别总结MOF作为主体或者客体的材料与电催化活性,特别是双金属型MOF材料的电催化性质。这篇总结工作关注于MOF以及复合材料直接用于电催化,并不包括MOF进一步衍生化的材料。此外,总结了改善MOF的弱导电性、不稳定的相关策略。

本文要点

(1)

MOF电催化剂的优势。MOF电催化剂兼具异相、均相电催化的特点;通过精确的结构调控工程能够增强电催化活性;MOF复合材料在电催化领域的应用。

随后讨论如何改善MOF电催化剂的导电性、稳定性。

(2)

总结与展望。MOF具有分布在晶格中排列均匀的金属复合物结构,而且有着电催化剂的优势,比如高比表面积、多孔结构、较高比例的金属位点、具有催化活性的原子、容易进行结构表征等。但是MOF电催化剂有两个特别突出的缺点,分别是导电性较弱、稳定性差,导致MOF电催化剂仍难以应用。目前人们发现,通过通过发展导电性MOF、纳米MOF、二维MOF,以调节粒径和形貌的方式进行改善。此外与客体组装也是一种可行方法。另外对于MOF电催化剂而言,突出的问题是如何在大电流密度(>100 mA cm-2)保持稳定。


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参考文献

Yong Peng, Sohelia Sanati, Ali Morsali, Hermenegildo García, Metal-organic frameworks as electrocatalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202214707

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202214707


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