on style="font-size: 15px; white-space: normal; text-align: center; margin: 10px 0px 5px; justify-content: center; box-sizing: border-box;">电催化析氧（OER）反应的过渡双金属基MOFs和MOFs衍生催化剂近年来，随着人们对于清洁能源的需求日益增长，以及日益严重的环境污染问题的亟待解决，发展清洁能源成为现下的当务之急。电催化全解水是目前来看产生清洁和绿色能源比较有效和可持续发展的途径之一。但是，由于OER反应为四电子转移过程，导致全解水的反应动力学比较缓慢，过电位较大，所以成为全解水发展的瓶颈。虽然，贵金属IrO2 和RuO2是目前性能和稳定性比较具有工业化应用潜力的催化剂，但是比较高的成本限制了其大规模的商业应用。所以，发展高效低成本，特别是稳定的非贵金属催化剂迫在眉睫。在不同的非贵金属催化剂中，第一行的过渡金属元素Fe, Co和Ni基的催化剂由于具有良好的OER活性而备受关注。MOF材料是一类由有机配体和金属配位而形成的多孔配位聚合物，由于其具有较大的比表面积和可调节的孔隙率使得其成为有前途的电催化材料。与单金属MOFs相比，双金属MOFs具有更多且可调节的活性位点及双金属之间的协同效应使得其具有更加优异的催化活性。近年来，双金属MOFs，特别是NiFe-MOFs, NiCo-MOFs 和CoFe-MOFs由于两种不同的金属之间存在的协同效应及可控的金属节点使得其在电解水产氧方面备受关注。近日，中国石油大学（北京）戈磊教授与美国加州大学，河滨分校冯萍云教授合作指导博士研究生李松松在Energy & Environmental Science 期刊发表题为“Transition metal-based bimetallic MOFs and MOF-derived catalysts for electrochemical oxygen evolution reaction”的综述性文章。电催化析氧反应(OER)在各种可再生能源转换和存储技术中都发挥着重要的作用，如水分解、金属空气电池、二氧化碳电化学还原以及微生物电解电池等。过渡双金属基双金属MOFs(TMB MOFs)由于不同的金属之间存在特殊的协同效应，其OER性能和稳定性往往优于相应的单金属MOFs。另外，得益于化学成分和结构类型的多样性，TMB多金属MOFs还可以作为前驱体和模板，以获得具有高比表面积的碳化物、金属硫化物、磷化物和氢氧化物等。这些具有高密度活性位点的材料在水氧化反应中显示出优异的催化活性。本文综述了近三年来双金属MOFs作为OER电催化剂的研究进展，重点介绍了双金属MOFs的结构组成、OER性能及反应机理。
要点一：该综述首先简单介绍了OER反应机理、评价参数及性能的影响因素，并总结归纳了双金属MOFs的合成方法。然后，系统介绍了近三年来NiFe, NiCo及FeCo-MOFs 及其衍生物在OER领域的应用及发展，并利用DFT计算及原位测试技术分析说明OER反应过程中真正的活性位点和相变演化过程，揭示其反应机理。最后，探讨了目前双金属MOFs作为OER催化剂存在的问题及挑战，并对设计更有效、有前景的双金属MOFs进行了展望。要点二：目前对于双金属MOF的精确结构信息和拓扑结构的确定仍然欠缺，这往往无法准确识别金属原子在双金属MOF中的准确分布位置，对于OER的机理解释及后期对于催化剂的设计存在一定的阻碍。因此，精确解析MOF的结构具有非常重要的意义。要点三：双金属MOF是一种非常有前途的制备MOFs衍生物的前驱体和模板，包括制备碳化物和金属化合物等。其优点为：1）通过调控MOF的结构控制金属及掺杂原子的分布；2）MOF衍生物骨架具有大量的为孔及介孔，为产物气体的传递提供了通道，这对电催化反应至关重要。要点四：由于大多数MOF基的催化剂其活性位点在反应过程中容易被氧化或还原。因此结合多种原位测试以跟踪反应过程中的动态变化，对于深入了解并解释OER机理和合理设计催化剂非常必要。要点五：虽然贵金属目前是工业催化剂的首选，但从长远来看，仍有必要开发和探索自然界丰富、性能优异、成本低廉的催化剂。Transition metal-based bimetallic MOFs and MOF-derived catalysts for electrochemical oxygen evolution reactionhttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ee/d0ee03697h#!divAbstract
目前评论：0