用于析氫和析氧反應的無金屬雙功能電催化劑(HER和OER)的開發非常重要,但很少得到證明。多孔有機聚合物(POPs)具有明確的電活性功能,在HER和OER中表現出優異的性能。精確控制活性位點的局部環境需要通過明智地選擇建筑單元來仔細調節連接體。
印度科學教育和研究所Rahul Banerjee、Subrata Kundu和Biswarup Pathak等介紹了一種調節功能的系統策略,以設計和合成一系列基于噻蒽的雙功能sp2 C = C鍵合POPs,這些POPs具有中空球形形態,表現出優異的電催化活性。
本文要點:
(1)
這種精確的結構調整使作者能夠深入了解雜原子摻入、親水性和連接體長度變化對電催化活性的影響。最有效的雙功能電催化劑THT-PyDAN在大約65 mV(在0.5 M H2SO4中)和大約283 mV(在1 M KOH中)的過電位(η10)下分別為HER和OER實現了10 mAcm-2的電流密度。THT-PyDAN顯示出優于文獻中所有先前報道的無金屬雙功能電催化劑的活性。此外,作者的研究表明,即使在36小時的計時電流分析和1000次循環后,THT-PyDAN仍能保持其性能。
(2)
作者使用FT-IR、XPS和顯微成像技術進行的催化后表征強調了THT-PyDAN的長期耐用性。
參考文獻:
A. Sadhukhan, A. Karmakar, K. Koner, S. Karak, R. K. Sharma, A. Roy, P. Sen, K. K. Dey, V. Mahalingam, B. Pathak, S. Kundu, R. Banerjee, Functionality Modulation Towards Thianthrene-based Metal-Free Electrocatalysts for Water Splitting. Adv. Mater. 2024, 2310938.
DOI: 10.1002/adma.202310938
https://doi.org/10.1002/adma.202310938