AFM：MOF衍生的双金属偏磷酸盐纳米阵列，助力高效电催化OER

newbee

2020-05-11

由于过度使用化石燃料而导致的能源和环境问题日益恶化，可再生能源发挥着越来越重要的作用。电化学水分解制取氢气被认为是最可行的技术之一，但由于质子，电子转移反应缓慢，阳极析氧反应（OER）大大限制了整体效率。贵金属材料表现出卓越的OER性能，但高的成本严重阻碍了其广泛应用。因此，必须开发具有成本效益，稳定和高效的非贵金属基OER催化剂。为了应对这一挑战，哈尔滨工业大学徐平和李思伟等人通过钴-镍沸石咪唑酸盐骨架（CoNi-ZIF）的轻度磷酸化过程，制造了复合碳的Co-Ni双金属偏磷酸盐纳米颗粒阵列催化剂，具有优异的性能。

本文要点：

1） 设计并制造了相互连接的纳米阵列，该阵列由在温和的磷酸化条件的MOFs衍生钴-镍双金属偏磷酸盐纳米颗粒组成。

2） 在具有不同Co:Ni比的Co_2-xNi_xP₄O₁₂-C催化剂中，具有最佳Ni含量的Co_1.6Ni_0.4P₄O₁₂-C可提供出色的碱性OER性能，在10 mA cm^-2的电流密度下具有230 mV的低过电势，以及51 mV dec^-1的小Tafel斜率。

3） DFT计算和电流密度模拟表明，掺杂的Ni位点可以实现含氧中间体与催化剂的适当结合能，并且互连的纳米阵列形态完整性可以提高表面电流密度。

Yuzhi Li, et al., Metal–Organic Frameworks Derived Interconnected Bimetallic Metaphosphate Nanoarrays for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution, Adv. Funct. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adfm.201910498

https://doi.org/10.1002/adfm.201910498