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哈工大徐平/李思偉Small: 了解第二金屬對(duì)用于電催化OER的CoM(M = Ni、Cu、Zn) MOF的影響

鈷基雙金屬金屬有機(jī)骨架(MOF)已成為一種有前途的析氧反應(yīng)(OER)電催化劑。然而，目前Co基雙金屬M(fèi)OFs的大部分工作仍處于試錯(cuò)階段，而OER性能趨勢(shì)和潛在的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系仍不清楚。

近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)徐平、李思偉等在室溫下制備了生長(zhǎng)在碳布(CC)上的鈷基MOFs(CoM MOFs/CC，M =Zn、Ni和Cu)，并系統(tǒng)地比較了它們的結(jié)構(gòu)和OER性能。

將第二種金屬摻入Co MOFs被證明是提高OER性能的有效策略，更重要的是，OER催化性能在過電位和Tafel斜率方面的趨勢(shì)顯示為CoZn MOF/CC < CoNi MOF/CC < CoCu MOF/CC < Co MOF/CC。

XPS和SXAS光譜進(jìn)一步證明了將Ni、Cu或Zn引入Co MOF導(dǎo)致Co的氧化態(tài)更高。在四種催化劑中，Co的氧化態(tài)越高，OER催化性能越好。

與Co MOF相比，使用DFT計(jì)算表明，PDOS和Bader電荷分析表明CoZn MOF中的高價(jià)Co活性位點(diǎn)與含O的中間體相互作用更強(qiáng)，由于d帶中心上移，進(jìn)一步促進(jìn)了堿性溶液中OER的RDS。

該研究確定了第二金屬對(duì)Co基雙金屬M(fèi)OF的OER性能的影響，并表明調(diào)整金屬位點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)可以成為其他基于MOF的OER催化劑的有效策略。

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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