MOF由于其特殊活性位点等特征在电催化领域前景诱人。然而,目前MOF作为电催化剂的性能似乎并不是十分优越,以水裂解中的OER为例,MOF电极往往需要较高的过电位,且TOF较小。
这主要是因为,电催化剂的活性通常取决于活性中心的多少、导电性的好坏以及电极形貌等因素。而大多数MOF的导电性都较差,仅有10-10Sm-1左右,而且MOF孔径一般不大,仅有几个纳米。
有鉴于此,ShengChen和Chuan Zhao等人基于溶解-结晶机理,报道了一种一步化学沉积法,实现了在不同基底材料上制备超薄二维MOF阵列。
图1. 制备示意图 图2. 材料表征
这种阵列材料具有高活性的分子级金属位点、优良的导电性,以及多级结构的多孔特征。对OER、HER、水裂解全反应中都具有优异的性能。 以OER为例,Ni-Fe基超薄MOF阵列在10 mAcm-2条件下,过电位为240 mV,持续工作20000 s,几乎不发生活性衰退。在过电位400mV的情况下,电极的转换频率为3.8 S-1。
图3. OER性能对比 图4. HER及水裂解全反应性能对比
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