Nature子刊：超薄MOF阵列高效电解水！

MOF由于其特殊活性位点等特征在电催化领域前景诱人。然而，目前MOF作为电催化剂的性能似乎并不是十分优越，以水裂解中的OER为例，MOF电极往往需要较高的过电位，且TOF较小。

 

这主要是因为，电催化剂的活性通常取决于活性中心的多少、导电性的好坏以及电极形貌等因素。而大多数MOF的导电性都较差，仅有10-10Sm-1左右，而且MOF孔径一般不大，仅有几个纳米。

 

有鉴于此，ShengChen和Chuan Zhao等人基于溶解-结晶机理，报道了一种一步化学沉积法，实现了在不同基底材料上制备超薄二维MOF阵列。

 

图1. 制备示意图

图2. 材料表征

 

这种阵列材料具有高活性的分子级金属位点、优良的导电性，以及多级结构的多孔特征。对OER、HER、水裂解全反应中都具有优异的性能。

以OER为例，Ni-Fe基超薄MOF阵列在10 mAcm^-2条件下，过电位为240 mV，持续工作20000 s，几乎不发生活性衰退。在过电位400mV的情况下，电极的转换频率为3.8 S^-1。

 

图3. OER性能对比

图4. HER及水裂解全反应性能对比

 

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Jingjing Duan, Sheng Chen and Chuan Zhao et al. Ultrathinmetal-organic framework array for efficient electrocatalytic water splitting. NatureCommunications 2017, 8, 15341.

http://www.nature.com/articles/ncomms15341