Angew：二茂铁基金属-有机骨架纳米片作为高性能析氧电催化剂

Nanoyu

2021-03-26

基于过渡金属的OER电催化剂的设计越来越得到人们的重视。特别是NiFe基材料由于其高的OER活性和低成本而引起了广泛的关注。NiFe层状双氢氧化物（LDHs）具有独特的层状结构和优异的稳定性，被认为是碱性环境下最有前途的OER电催化剂之一。

近日，大连理工大学刘进轩教授，香港大学Edmund C. M. Tse报道了通过组装六水合氯化镍和1，1-二茂铁二甲酸在泡沫镍（NF）上，成功合成了一种二维（2D）金属有机骨架（MOF）纳米片（NiFc-MOF/NF）。

文章要点

1）TEM图像显示，NiFc-MOF/NF中平均横向尺寸约为600 nm的致密均匀纳米片垂直生长在NF骨架上。TEM和AFM图像进一步揭示了其平均厚度为30 nm的纳米片的2D形貌。EDS能谱证实了O，Fe和Ni元素在纳米片中的均匀分布。

2）实验结果显示，在碱性条件下，NiFc-MOF/NF表现出优异的电催化析氧反应（OER）性能，在10和100 mA cm^-2时的过电位分别为195和241 mV。

3）电化学结果表明，NiFc-MOF/NF的出色OER性能源于二茂铁单元作为有效的电子转移中间体。密度泛函理论（DFT）计算结果表明，MOF晶体结构中的二茂铁单元提高了整体的电子转移能力，从而导致理论过电位为0.52 eV，低于目前最先进的NiFe双氢氧化物的理论过电位（0.81 eV）。

这项工作突出并强化了设计合适的MOF结构以促进高效OER催化剂开发的重要性。

参考文献

Jing Liang, et al, Ferrocene-Based  Metal-Organic  Framework  Nanosheets  as Robust Oxygen Evolution Catalyst, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202101878

https://doi.org/10.1002/anie.202101878