层状二维(2D)共轭金属有机框架(MOFs)是一种新型的氧还原反应(ORR)电催化剂,其具有可控的结构、优异的导电性和清晰的分子活性位点。近日,德累斯顿工业大学冯新亮,Renhao Dong等多团队合作,利用溶剂热法合成了一种具有层状结构的铜酞菁基二维共轭MOF,其中方形平面钴‐反(二羟基)配合物(Co‐O4)为连接点(PcCu‐O8‐Co)。与碳纳米管混合的PcCu‐O8‐Co 2D MOF在碱性介质中表现出良好的电催化ORR活性(E1/2=0.83V vs. RHE, n=3.93, jL=5.3 mA cm-2),这是已报道的本征MOF电催化剂中的最高值。在原位拉曼光谱电化学、理论模型和对比催化实验的支持下,作者确定了Co节点为ORR活性位点。此外,当用作锌‐空气电池的阴极电催化剂时,PcCu‐O8‐Co的最大功率密度为94 mW cm‐2,优于Pt/C催化剂 (78.3 mW cm‐2)。
Haixia Zhong, Renhao Dong*, Xinliang Feng *, et al. Phthalocyanine‐based Layered Two‐Dimensional Conjugated Metal‐Organic Framework as Highly Efficient Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201907002