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《自然·能源》:超薄二维MOF纳米片构建OER电催化剂
更新日期:2016-12-09  

  OER(析氧反应)是一种重要的电催化反应,在水裂解和金属空气电池中意义重大。但是,目前常用的金属氧化物OER催化剂价格昂贵,难以实现工业化。因此,设计并制备高效且廉价的OER电催化剂是电化学能源转化领域的重要议题。 

  有鉴于此,国家纳米科学中心唐智勇研究员、哈尔滨工业大学刘绍琴教授以及澳大利亚格里菲斯大学的赵惠军教授等人合作报道了一种超薄片层二维金属有机框架(MOFs)材料NiCo-UMOFNs。该材料在碱性环境中表现出优异的OER电催化性能。相关研究成果以“Ultrathin metal–organic framework nanosheets for electrocatalytic oxygen evolution”为题于1128日发表在《自然·能源》期刊上(Nature Energy, 2016, DOI: 10.1038/nenergy.2016.184)。

  他们将NiCo-UMOFNs纳米片负载于玻碳电极上时,过电位250 mV条件下实现电流密度10 mA cm-2。当这种MOF纳米片负载于泡沫铜上时,过电位降低到189 mV。结合X射线吸收谱(XAS)表征以及密度泛函理论(DFT)计算,研究人员认为,超薄MOF的表面原子处于配位不饱和状态,拥有众多开放的吸附位点。该研究表明,配位不饱和的金属原子是主要的活性中心,而NiCo之间的偶联作用对于调控OER性能起到重要作用。 

        (摘自 纳米人公众号)