哈工大徐平/李思伟Small: 了解第二金属对用于电催化OER的CoM(M = Ni、Cu、Zn) MOF的影响

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哈工大徐平/李思伟Small: 了解第二金属对用于电催化OER的CoM(M = Ni、Cu、Zn) MOF的影响
钴基双金属金属有机骨架(MOF)已成为一种有前途的析氧反应(OER)电催化剂。然而，目前Co基双金属MOFs的大部分工作仍处于试错阶段，而OER性能趋势和潜在的结构-功能关系仍不清楚。
近日，哈尔滨工业大学徐平、李思伟等在室温下制备了生长在碳布(CC)上的钴基MOFs(CoM MOFs/CC，M =Zn、Ni和Cu)，并系统地比较了它们的结构和OER性能。
哈工大徐平/李思伟Small: 了解第二金属对用于电催化OER的CoM(M = Ni、Cu、Zn) MOF的影响
哈工大徐平/李思伟Small: 了解第二金属对用于电催化OER的CoM(M = Ni、Cu、Zn) MOF的影响
将第二种金属掺入Co MOFs被证明是提高OER性能的有效策略，更重要的是，OER催化性能在过电位和Tafel斜率方面的趋势显示为CoZn MOF/CC < CoNi MOF/CC < CoCu MOF/CC < Co MOF/CC。
XPS和SXAS光谱进一步证明了将Ni、Cu或Zn引入Co MOF导致Co的氧化态更高。在四种催化剂中，Co的氧化态越高，OER催化性能越好。
哈工大徐平/李思伟Small: 了解第二金属对用于电催化OER的CoM(M = Ni、Cu、Zn) MOF的影响
与Co MOF相比，使用DFT计算表明，PDOS和Bader电荷分析表明CoZn MOF中的高价Co活性位点与含O的中间体相互作用更强，由于d带中心上移，进一步促进了碱性溶液中OER的RDS。
该研究确定了第二金属对Co基双金属MOF的OER性能的影响，并表明调整金属位点的电子结构可以成为其他基于MOF的OER催化剂的有效策略。
Understanding the Effect of Second Metal on CoM(M=Ni, Cu, Zn) Metal-Organic Frameworks for Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105150

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