来源:Nano Research Energy 发布时间:2023/9/7 10:17:17
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Nano Res. Energy | 广西师范大学陈卫教授:MOF/碳杂化纳米结构的制备策略和电催化应用

2023年6月1日,广西师范大学陈卫教授在清华大学主办的高起点新刊Nano Research Energy发表题为“Metal–organic framework and carbon hybrid nanostructures: fabrication strategies and electrocatalytic application for the water splitting and oxygen reduction reaction”的综述。

随着经济的快速发展,能源危机和环境污染问题日益严重,促使我们开发可持续、清洁的新型能源体系。其中,电化学能量转换技术被认为是理想的潜在替代能源体系之一。该技术涉及多种电化学反应,而电催化剂在其中发挥着关键作用。科研工作者近十几年发展了多种电催化剂,但目前在成本、稳定性方面仍存在巨大挑战。金属有机框架(MOFs)由于其规则的通道、原子分散的活性中心、可调节的孔径和孔隙环境,已被视为是一类有前途的电化学能量转换电催化剂。然而,MOFs相对较低的电导率稳定性限制了其在该领域的广泛应用。在该情况下,利用碳基材料高的导电性和稳定性,制备MOFs和碳的复合材料能有效克服上述缺陷。此外,MOFs与碳的协同作用可优化活性位点的电子结构,提高活性表面积,从而进一步提高复合材料的电催化性能。

图1. 碳材料与MOFs在不同空间维度上的结合及其在OER、HER和ORR中的应用。

本文简要介绍了MOF/碳复合材料的最新研究进展,包括与不同维度的碳基材料杂化的MOFs的制备方法以及其在水分解等领域的电催化应用:

1)作者首先对金属有机框架与不同维度的碳材料的合成策略作了简要的介绍。

2)作者接下来总结和讨论了金属有机框架与碳材料应用于水分解等电催化领域中的最新进展,包括析氢反应(HER)析氧反应(OER)氧还原反应(ORR)

3)作者最后强调了这类催化剂的优势和挑战,并讨论了用于HER、OER和ORR的MOF/碳复合材料的未来发展趋势。

论文信息:

Su Z, Huang Q, Guo Q, et al. Metal–organic framework and carbon hybrid nanostructures: Fabrication strategies and electrocatalytic application for the water splitting and oxygen reduction reaction. Nano Research Energy, 2023, https://doi.org/10.26599/NRE.2023.9120078

DOI:10.26599/NRE.2023.9120078

Nano Research Energy 是Nano Research姊妹刊,(ISSN: 2791-0091; e-ISSN: 2790-8119; 官网: https://www.sciopen.com/journal/2790-8119)于2022年6月创刊,由清华大学曲良体教授和香港城市大学支春义教授共同担任主编。Nano Research Energy是一本国际化的多学科交叉,全英文开放获取期刊,聚焦纳米材料和纳米科学技术在新型能源相关领域的前沿研究与应用,对标国际顶级能源期刊,致力于发表高水平的原创性研究和综述类论文,已入选2022年度中国科技期刊卓越行动计划——高起点新刊项目。2025年之前免收APC费用,欢迎各位老师踊跃投稿。

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