Coordinately unsaturated metal-organicframework as an unpyrolyzed bifunctionalelectrocatalyst for oxygen reduction and evolutionreactions

Hao Wang, Xiudu Zhang, Fengxiang Yin,* Wenyu Chu and Biaohua Chen

純相金屬有機骨架（MOFs）在催化領域具有巨大的應用潛力，但是由于這類材料的導電性不夠高，在能源轉換和存儲電催化領域中應用受到的限制。銀鳳翔、陳標華課題組理論計算研究發(fā)現(xiàn)，MOFs中的不飽和配位能降低空間位阻，促進活性中心與水分子和氧氣分子的相互作用，降低電子傳導阻力，提高材料的導電性，使得這種MOFs在電催化中具有增強的質量傳遞和電子傳遞特性。根據這一發(fā)現(xiàn)，課題組采用鈷離子、均苯三甲酸和咪唑通過水熱反應合成了金屬有機骨架Co-BTC-IMI，該材料中的一個Co離子分別被兩個去質子化的均苯三甲酸連接，構建了Co金屬中心的不飽和配位。該金屬有機骨架在堿性半電池中可提供0.80 V（參比可逆氫電極）的氧氣還原反應半波電勢，并在10 mA·cm-2電流密度下提供了1.59 V（參比可逆氫電極）的氧氣析出反應電勢。該工作在將純相MOFs直接應用于氧氣電催化領域中取得了突破性進展，為能源轉換和存儲科學和技術的發(fā)展提供了新的思路。近日，該成果已經發(fā)表于國際頂級期刊Journal of Materials Chemistry A上。此項工作得到了江蘇省綠色催化重點實驗室、江蘇省自然科學基金以及國家自然科學基金的資助。

Journal of Materials Chemistry A是材料科學大學科的頂級刊物，在物理化學、能源與燃料等學科領域享有盛譽，最新影響因子為11.301，中科院分區(qū)為一區(qū)。

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