非化柱状Cu1-MCo-M双金属有机框架作为在海水中用尿素辅助生产的双功能电催化剂

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
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 尿素氧化反应 (UOR) 为 (H2) 生产提供了一个节能的途径.
• UOR还通过处理富含尿素的废水,有助于环境修复.
• 开发高效的电催化剂对于推进UOR和水电解至关重要.

研究的目的:

• 合成新的双金属Cu1-MCoM-MOFs (M=0,0.3,0.7和1) 作为电催化剂.
• 为了评估它们在尿素驱动的水电解中的双功能催化活性.
• 研究铜和对催化性能的协同效应.

主要方法:

• 使用4,4-氧化 (?? 酸) (OBA) 和N,N-bis (?? 酸) 胺) -1,4-二胺 (BPFB) 连接器的Cu1-MCoM-MOFs的单步热水合成.
• 电化学表征包括开始电位,Tafel斜率和转速频率 (TOF) 测量.
• 在反应条件下评估催化剂稳定性.

主要成果:

• 0.5Co0.5-MOF表现出优越的电催化性能.
• 为氧化演化反应 (OER) 和UOR (分别为1.72V和1.30V与RHE) 实现了非常低的发作潜力.
• 证明了128 mV dec-1的塔菲尔斜率,0.068 s-1的TOF,以及高稳定性,归因于协同的Cu-Co相互作用,增强了活性部位暴露,质量传输和导电性.

结论:

• 双金属Cu-Co-MOF是尿素驱动水电解的有效双功能催化剂.
• Cu和Co之间的协同作用显著提高了电催化活性和稳定性.
• 将尿素纳入电解质可以降低反应潜力,通过水分解促进高效的H2生成.