象棋板般的双金属共价有机框架作为氧降解反应的高效电催化剂
Yan Yue1, Rong Ren2, Qinggang He2
1Anhui Engineering Research Centre of Carbon Neutrality, The Key Laboratory of Functional Molecular Solids, Ministry of Education, Anhui Laboratory of Molecular-Based Materials, College of Chemistry and Materials Science, Anhui Normal University, Wuhu, Anhui 241002, China.
新的二氧化物链接双金属共价有机框架 (COF) 显示了氧降解反应 (ORR) 的创纪录性能. 这些高度稳定的COF为能源应用提供了商业催化剂的有希望的替代品.
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
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 联有机框架 (COF) 是电催化氧降解反应 (ORR) 的有希望的支架.
- 现有的金属复合体嵌入式COF通常表现出有限的性能和稳定性,原因是缺乏活跃点和不稳定的链接.
- 对于ORR应用,需要强大的高活性电催化剂.
研究的目的:
- 为增强ORR电催化开发新的二氧化相关双金属COF.
- 研究COF结构中不同活性金属的协同效应.
- 创建一个稳定高效的ORR电催化剂,具有实际应用的潜力.
主要方法:
- 合成二氧化连接的双金属COFs使用phthalocyanine和 perfluorinatedphthalocyanine在一个棋盘的安排.
- 将各种活性金属 (Fe3+,Cu2+,Ni2+,Co2+) 纳入COF结构.
- 对ORR活动和稳定性的合成COF的电化学评估.
主要成果:
- 一系列与二氧化相关的双金属COFs被成功合成.
- FePcF8-CoPc-COF显示了0.87V的ORR半波潜力,超过了现有的COF和竞争对手商业Pt/C催化剂.
- 该FePcF8-CoPc-COF表现出极好的稳定性,在10,000个循环中保持性能.
结论:
- 与二氧化物结合的双金属COF是一种高效和稳定的ORR电催化剂.
- 合并稳定的连接和协同金属效应的合理设计对于高性能至关重要.
- 本研究提出了一个可行的策略,用于构建功能性COF,用于实际的能量转换应用.
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