【催化】复旦大学叶明新&沈剑锋AFM:气相升华转化法制备MOFs用于高效OER

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通讯作者:叶明新教授、沈剑锋教授

通讯单位:复旦大学

金属有机骨架(MOFs)在过去二十年中作为一种新型多孔材料受到广泛关注。它们由金属离子/簇和有机配体组成,通过强配位键结合在一起。由于它们的结构特性和可调控的特性,高孔隙率和大表面积,因此具有应用于各种领域的潜力,例如吸附,分离,催化和药物输送等。

 

目前, MOF主要通过溶剂热法合成的。在过去的四年中,一种创新的模板法制备MOFs的策略已经得到广泛应用。使用气相转化来合成定向模板的MOF可避免基于溶液法带来的缺点。然而,在目前的研究中,气相转化方法的产物大部分为沸石咪唑酯骨架,并且转化技术过程复杂,例如化学气相沉积法。

 

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成果一览

近日,复旦大学的叶明新教授、沈剑锋教授团队报道了一种气相升华假晶变换法(SVPT)来设计与合成MOF材料。采用简单的设备与方法,制备形貌均一且厚度可控的垂直排列纳米片阵列NiFe-MOF材料,进一步转化为LDH-MOF@NF电催化剂。得益于NiFe金属团簇优化的形貌结构与本征活性的协同效应,该催化剂在碱性条件下表现出优异的OER性能,318 mV过电位下获得50 mA cm-2,Tafel斜率为47 mV dec-1

 

通过观察转化过程中不同阶段,MOF晶体的转化与生长机理被首次揭露。同时SVPT方法可用于合成多种金属氧化物,具有一定的普适性。

 

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图文导读

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图1 SVPT法合成示意图

 

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图2 MOF材料形貌结构表征

 

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图3 电催化性能表征

 

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图4 NiFeO-BDC, FeO-BDC, and NiO-BDC的XPS图

 

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图5 MOF催化剂生长过程示意图及SEM图

 

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文献信息

 

Sublimation-Vapor Phase Pseudomorphic Transformation of Template-Directed MOFs for Effcient Oxygen Evolution Reaction

(Advanced Functional Materials,2019,DOI: 10.1002/adfm.201903875)

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201903875

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