混合金属有机框架的模块化和逐步合成,以实现高效的电催化氧的演变

科学领域:

• 材料科学
• 无机化学
• 催化剂

背景情况:

• 轮二聚合物 (Co2 ((RCOO) 4 ((LT) 2)) 具有独特的协调几何和潜在的催化活性,但存在不稳定性,特别是在水环境中.
• 稳定这些不稳定的集群对于它们在催化中的实际应用至关重要.

研究的目的:

• 在一个强大的金属有机框架 (MOF) 中固定和稳定不稳定的二集群.
• 开发一种高活性,稳定的氧化水的电催化剂.

主要方法:

• 使用模块化合成策略,并考虑MOF设计的主机/客机几何.
• 采用两步,单晶到单晶的合成后修饰方法.
• 在预先形成的铁基MOF中将二聚合物作为协调客体.

主要成果:

• 成功合成了一种稳定的MOF,{Fe3(μ3-O) ((bdc) 3}4{Co2 ((na) 4 ((LT) 2}3),其中含有二集群.
• 由此产生的材料在热,水和条件下表现出极好的稳定性 (pH=13).
• 在10.0 mA cm-2下达到极高的电催化氧演变活性,低超电位为225 mV.

结论:

• MOF封装策略有效地稳定了不稳定的二聚合物.
• 开发的材料代表了氧化演化反应的稳定和高效电催化剂的重大进步.
• 这项工作为设计基于将敏感分子物种纳入MOF的强大的催化剂开辟了道路.