高性能尿素电氧化的二维结合金属有机框架的电化学剥离

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:

• 二维 (2D) 结合金属有机框架 (c-MOFs) 具有电导性,使其成为电化学应用的前景.
• 在c-MOF中严重的层间堆叠阻碍了它们的性能,需要开发超薄的纳米片.

研究的目的:

• 开发一种可靠的合成超薄c-MOF纳米片的方法.
• 研究c-MOFs的电化学剥皮机制.
• 为了评估合成的纳米片对尿素氧化反应 (UOR) 的催化性能.

主要方法:

• 层叠c-MOF晶体的电化学脱皮. 层叠c-MOF晶体的电化学脱皮.
• 合成超薄的M-HHTP (M = Ni, Cu, Co) 纳米板.
• 对尿素氧化反应 (UOR) 的电催化试验.
• 实验性表征和理论计算.

主要成果:

• 通过电化学剥离成功获得了超薄的M-HHTP纳米片.
• 揭示了一种电场诱导的离子干机制,用于脱皮.
• Ni-HHTP纳米板实现了超高电流密度为165.7mA cm-2在1.35V的UOR,几乎100%的N产品选择性.
• 确定了完全暴露的正方形平面NiO4活跃中心,负责有效的C-N键裂解和抑制氧气演变.

结论:

• 电化学剥皮是一种生产超薄c-MOF纳米片的可行方法.
• 超薄的Ni-HHTP纳米板是UOR的高效电催化剂.
• 暴露的NiO4活性位点对于增强UOR活性和选择性至关重要.