此外,在确定OER过程中的活性组分为Ni基氢氧化物(NiOOH)后,相关的理论计算也进一步证明,在NiOOH中掺入Fe元素能够有效地提升材料的电催化OER性能。本研究工作为MOF-on-MOF在不同极性溶剂中可控生长提供了新思路,并为其在OER电催化反应中的研究开辟了新的道路。 论文信息 Different Growth Behavior of MOF-on-MOF H...
来自大连理工大学和重庆大学的学者提出了一种通过构建 MOF-on-MOF 异构结构来调节金属有机框架(MOF)电子结构的有效策略。作为异质结构的代表,本研究通过两步自组装法在三维(3D)金属基底(镍铁合金泡沫(NFF))上原位制备了 MOF-74 on MOF-274 混合物,得到了 MOF-(74+274)@NFF。通过光谱和理论计算相结合的方法,...
对于极性较高的溶剂(水和甲醇),PBA优先生长在Ni-ABDC前驱体的表面上;而对于极性较低的溶剂(乙醇和正丙醇),PBA将选择性地生长在Ni-ABDC的侧面,从而得到了两种类型的MOF-on-MOF异质结构(FeNi-PBA-plane和FeNi-PBA-edge)。经过高温碳化得到一系列MOF-on-MOF衍生碳纳米复合材料,并应用于析氧反应(OER)中。在电流...
要点2. 这种催化剂表现优异的碱性OER电催化活性,仅需要279 mV就能够达到10 mA cm-2电流密度。要点3. DFT理论计算结果表明,与内部O-配位原子位点或者传统的N-配位Ni原子位点相比,边缘富集的氧配位Ni单原子位点能够降低OER反应能垒。这种作用导致独特O配位结构得到优化,并且起...
图2. OER催化性能表征图 要点三:OER活性一般性的探讨 鉴于理论和实验同时确定的MOF基催化剂电子结构与OER催化活性之间的火山型关系,该工作进一步通过替换不同的金属离子/连接配体等,确认该关系在其他镍基MOF催化剂的活性预测中具有一般性,合成的所有催化剂中NiFe基MOF均展现出优异的催化活性和稳定性,这为镍基MOF催化...
部分MOF 在 OER 反应中能形成活性氧物种,加速反应进程。金属节点与配体之间的协同作用在 OER 机理中不容忽视。比如钴基 MOF 中,金属钴与有机配体的协同促进了氧气的析出。MOF 的拓扑结构多样性为设计高效 OER 催化剂提供了广阔空间。特定拓扑结构的 MOF 可实现对反应中间体的稳定吸附,降低反应能垒。热稳定性是 ...
本综述系统地总结了MOFs电催化剂在结构设计和催化性能优化方面的策略,包括金属离子掺杂、配体修饰、二维形貌和导电基底复合,并关注了MOFs在OER电催化过程中的结构演化。同时,还介绍了MOFs与氢氧化物/氧化物,硫化物和贵金属等构建的异质结构在OER...
在OER过程中,多质子耦合电子转移步骤的速度慢,导致OER过电位高、效率低。基于羧酸配体的金属有机框架 (MOFs)催化剂对OER非常有效。然而,目前许多研究主要是将OER活性提升归因于不同种类金属之间的耦合效应,而原位转化所得金属氢氧化物周围的羧基配体的作用常常被忽视。富电子官能团如何影响活性位点的电子结构、OH–的...
该工作揭示了结构转变与OER活性之间的相关性,因此制备了一系列Ni1-xFex-MOF,因为羟基氧化镍铁对OER具有高催化活性。所制备的Ni1-xFex-MOF的OER活性高度依赖于Ni和Fe的比例,而在GC电极上优化的Ni0.9Fe0.1-MOF催化剂仅需要过电势198 mV和231 mV,即可分别实现10 mA cm-2和20 mA cm-2的电流密度,表现出良好的...
共价有机框架(COFs)具有可控的骨架、孔隙度和明确的催化位点，为构建高活性OER催化剂提供了新的机会。在这项工作中，COF和金属有机框架(MOF)的核壳杂化首次被证明可以催化OER。COF壳层与MOF核之间的协同作用使催化剂的活性高于COF和MOF。在1 M KOH下，催化剂的过电位为328 mV, Tafel斜率为43.23 mV dec−1...