调节氧降解反应性能通过精确调整的反应部位在基于氨酸的共价有机框架中调节氧降低反应性能
Xiaoqing Liang1, Zhi Zhao2, Ruili Shi2
1School of Materials Science and Engineering, Taizhou University, Taizhou 318000, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|June 28, 2023
概括
基于氨酸的共价有机框架 (COF) 与过渡金属显示出作为电催化剂的前景. 塔普-Co-COF表现出优异的氧降解反应活性,并且在Zn-空气电池中有效.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 联有机框架 (COF) 提供可调节的结构和可访问的活性位点,使它们对催化具有吸引力.
- 开发高效和成本效益的电催化剂对于能源转换技术至关重要.
研究的目的:
- 合成和评估基于氨酸的COF与各种过渡金属 (Co,Ni,Fe) 合金化,作为氧降解反应 (ORR) 的电催化剂.
- 为了研究空气电池中最活跃的COF的性能.
主要方法:
- 使用溶热合成,用Co,Ni和Fe对基于氨酸的COF进行后金属化.
- 在性介质中进行了电化学测试,以评估ORR活性.
- 优化的COF被集成为Zn-空气电池中的阴极,以评估其性能.
主要成果:
- 合成的基于氨酸的COF (TAPP-x-COF) 表现出不同的ORR活性,趋势是Co > Fe > Ni.
- TAPP-Co-COF显示出优越的ORR性能 (E1/2 = 0.66 V,jL = 4.82 mA cm-2),与Pt/C.相比,可以比较.
- 使用TAPP-Co-COF的Zn-空气电池实现了高功率密度 (103.73 mW cm-2),并证明了强大的循环稳定性.
结论:
- 基于氨酸的COF是ORR的有效电催化剂,的结合产生了最好的结果.
- 简单的合成和高性能使COF成为设计先进电催化剂的多功能平台.
- 这项研究为开发高效的阴极材料提供了有希望的途径,用于像Zn-air电池这样的储能设备.
