關于MOF的氣凝膠(aerogel)材料的相關研究非常罕見,這是因為目前合成MOF氣凝膠的方法非常少。
有鑒于此,香港城市大學樓雄文教授等報道了水處理能夠快速的將MOF粉末變為MOF氣凝膠。
本文要點:
(1)
因為其中的微觀結構單元重新組裝,導致這種轉變過程中的宏觀結構變化以及形貌的改變。在酸刻蝕后,MOF氣凝膠催化劑形成豐富的空穴,導致碳邊緣形成高濃度的O配位Ni單原子位點。
(2)
這種催化劑表現優異的堿性OER電催化活性,僅需要279 mV就能夠達到10 mA cm-2電流密度。
DFT理論計算結果表明,與內部O-配位原子位點或者傳統的N-配位Ni原子位點相比,邊緣富集的氧配位Ni單原子位點能夠降低OER反應能壘。這種作用導致獨特O配位結構得到優化,并且起到活性Ni位點電子結構的協同邊緣效應。
參考文獻
Jiawei Zhu, Jia-Wei Zhao, Deyan Luan, Xiong-Wen (David) Lou, Oxygen-Coordinated Single-Atom Nickel Catalysts Derived from Water-Induced Metal-Organic Framework Aerogel for Efficient Water Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202500261
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202500261