Small Methods: 洞察双金属MOFs超薄纳米带在结构和双功能催化反应中的协同效应

超薄纳米带作为一种新兴的纳米结构,具有显著的机械强度。形貌均匀且拥有有序介孔的超薄纳米带不仅能促进离子扩散,并能为电化学反应提供足够的活性中心。因此超薄纳米带在燃料电池、金属-空气电池和水的裂解等领域具有广阔的应用前景。金属-有机骨架(MOFs)具有超高的晶态结构,均匀但可调节的空穴、较大的比表面积和吸附亲和力。与块体材料相比,近年来MOF的微纳化已经成为目前MOF化学中最有吸引力的合成策略之一,通过赋予MOF材料合适的尺度和形貌,缩小了MOF在基础科学与实际应用之间的差距。

近日, 扬州大学庞欢教授课题组(欧洲科学院院士徐强团队)发表了题为“Ultrathin Nanobelts as an Excellent Bifunctional Oxygen Catalyst: Insight into the Subtle Changes in Structure and Synergistic Effects of Bimetallic Metal-Organic Framework”的文章。作者通过溶剂热法合成超薄带状的双金属MOF材料并将其应用到氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)中。所合成的Ni/Co超薄纳米带可达到0.939 V的起始电位(与Pt/C(0.940 V)非常接近),且相对于Pt/C对ORR具有更好的稳定性。与此同时,在10 mA cm-2的电流密度下,Ni/Co超薄纳米带的电势为1.478 V,远优于IrO2。另外,Ni/Co超薄纳米带催化前后的XRD、IR和XPS结果基本一致。研究结果表明,超薄带状结构和Ni/Co之间的协同效应对电催化活性的调节起着至关重要的作用。

该项工作的第一作者为肖潇,庞欢教授为通讯作者。成果发表在Small Methods期刊上(DOI: 10.1002/smtd.20180024)

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