Fe/Ni2.4/Co0.4-MIL-53多孔材料電催化劑

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Fe/Ni2.4/Co0.4-MIL-53多孔材料電催化劑產品描述
能源危機和環境問題日益嚴峻，設計的能源轉換和儲存的電化學系統，如燃料電池、金屬空氣電池和電解水，尤為重要。然而，由于質子耦合電子轉移過程步驟較多，動力學反應緩慢，其中析氧反應（OER, 4OH-→2H2O +O2 + 4 e-）嚴重了電化學系統的效率。如今，常見的OER陰極催化劑是貴金屬材料， 但是常常需要高的過電勢以滿足所需要的電流密度。此外，貴金屬催化劑成本高，了其大規模應用。因此，通過調整成分與組成，如金屬氧化物、氫氧化物、硫族化合物、氮化物、磷化物和碳基材料，研究且穩定的OER催化劑重要。而金屬有機框架 (MOFs)， 憑借其大的比表面積，高孔隙，和金屬中心和官能團的多樣性，在很多領域吸引了的關注。在電催化中，通過煅燒制備金屬氧化物和多孔的碳材料，MOFs是好的前驅體。而高溫熱解過程常常會導致有機配體的損失和金屬的聚集，這將會*其結構，降低活性位點。另一方面， MOFs在電催化中同時具有均質和異質催化劑的特點，從結構上來說，MOFs可以不需要煅燒直接用作OER催化劑。MOFs表面不飽和的金屬原子和氫氧化物配體，以及雙金屬耦合效應大大增加了電催化OER活性，然而設計功能化的MOFs直接用作的OER催化劑仍然面臨很多挑戰。通過溶劑熱法制備了一系列Fe/Ni基的三金屬MOFs （Fe/Ni/Co(Mn)-MIL-53）， 可直接用作的電催化劑。Fe/Ni/Co(Mn)-MIL-53的OER活性與組成相關。Fe/Ni2.4/Co0.4-MIL-53在236 mV的低過電勢下可以20 mA cm-2的電流密度，Tafel斜率也低 (52.2 mV dec-1) 。此外，通過將其直接增長在泡沫鎳（NF）上可以這些MOFs的OER性能。

圖一：Fe/Ni/Co(Mn)-MIL-53 and Fe/Ni/Co(Mn)-MIL-53/NF合成過程示意圖

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