随着化石燃料的过度消耗和环境污染的日益加重,迫切需要开发出清洁且可再生的绿色能源作为替代品。氢因为能量密度高且无污染被认为是化石燃料的理想替代品,氧由于广泛应用于助燃和医疗领域而备受关注。通过电解水制氢制氧成为了能源、材料、催化以及环境领域的研究热点,尤其急需开发价格低且活性高的水分解产氢产氧电催化剂。
以2-巯基嘧啶为有机配体,通过溶剂热反应分别制备了镍基MOF(Ni-MOF)、钴基MOF(PymS-Co)。其中分别在碳纸(CP)和镍泡沫(NF)导电基底上原位生长2D Ni-MOF,成功制备了具有规则排列的Ni-MOF-A/CP和具有不同形貌和尺寸的Ni-MOF/NF。在1 M KOH中,均表现出优异的电催化OER活性,在电流密度为5 mA cm-2时,Ni-MOF-A/CP的过电位仅为333 mV,Tafel斜率仅为80 mV dec-1。在电流密度为10 mA cm-2时,Ni-MOF/NF的过电位仅为302 mV。研究结果表明在导电基底上生长MOFs的策略不仅可以调节其形貌和尺寸,而且可以改善质量/电荷转移,以此改善电催化OER活性。
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