【金属-有机框架用于电催化氧析出反应文献综述2100字】

O₂+4H++4e⁻),是一个复杂的质子耦合以及电子转移的动态缓慢反应，具有较大的为了解决电催化剂在化学反应中的能耗问题，采用高活性比、强稳定性的OER较高的OER催化活性，但由于其成本高、储量稀缺，不适合用于长远发展，限制了修饰合成的催化剂具有明显的优势，为碱溶液中实现高活性和稳定的OER性能提供催化领域逐渐受到关注。为了进一步优化这类材料的OER过原位修饰、设计取向生长等来改变电催化活性。优异的MOF电催化剂需要具备以下几个条件：具有高活性的催化位点，可降低引用源。错误!未找到引用源。,大的比表面，有可调控的晶格结构，孔表面结构设计合理，易于表征等优势，在气体的吸附、分离和催化等领域得到广泛的研究和应用错误!未找到引用源。错到引用源。。同时，MOF作为一类高度晶化、组分均一的新型晶态材料，由金体等方法从原子/分子水平对MOF进行调控错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。,由于单分散的活2性中心被固定在晶态框架中，结合了均相催化剂和异相催化剂的优势，实现设计功能导向性的研究，不仅有利于寻找高活性比的催化剂，也有利于研究其结构-性质的关系错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。,是成过程和MOF的本征电学特性(低电导、低介电),限制了MOF在电化学传感器、超级电容器、燃料电池等领域的应用错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。但绝大多数的MOF由于金属催化位点有限，导致本身的本征低电导性较低，限制了MOF的发展。基于MOF材料在OER电催化的研究，众多研究者开发了许多针对催化位点的调控策略，将这些精细的调控策略进行总结，为构筑高效、经济、稳定性好电催化剂提供一些思路。根据MOF可调控的优势，也为MOF的功能化应用提供了技巧性的机遇。例如绝大多数MOF的调控策略都是通过直接调节金属节点作为催化中心来优化性能错误!未找到引用源。-O机uom机uomgnaont图1-2优异电催化剂的特点错误!未找到引用源。Lan课题组通过设计和合成一系列基于三核金属羧酸盐簇和三齿羧酸盐配体的稳定的金属有机框架(MOF:NNU-21-24),在测试MOF的稳定性中，NNU-23表现出高活性比、高稳定性，特别是与单金属MOF相比，所有双金属MOF均能改善的OER活性。通过DFT计算和实验结果也可以证明引入第二种金属原子可以提高原始原子的活性。提出了影响其OER性能的双金属电催化剂模型可以促进能量存储和转化的高效双金属催化剂的设计以及相关催化机理的研究(图1-3)。也有一些通过有机配体的官能团嫁接到具有催化活性的催化分子/簇到结构中，实现高效的电催化错误!未找到引用等人研究发现可以将在水中不稳定的轮桨型双核羧酸钴簇Co₂(RCOO)4嫁接到Fe3(m3-O)(bdc)3框架中，经过两步单晶-单晶的转化，后合成化学修饰，得到了热稳定、水稳定、碱稳定的MOF[{Fes(μ3-O)(bdc)3}4-{Co₂(na)4(LT)2}3],在pH=13KOH溶液中时具有极高的OER电催化活性，在10.0mA●cm⁻²时的过电位[1]Huang,J.;Li,Y.;Huang,Rui.K.;He,Ch.T.;Li,G.;Hu,Q.;Wang,L.sh.;Xu,Y.T.;Tian,X.Y.;Liu,S.Y.;Ye,Z.M.;Wang,F.X.;Zhou,D.D.;Zhang,W.XChemicalExfoliationofPillared-LayerPorousCoAngew.Chem.Int.Ed.2018,57(17).4632-4636.[2]Z.W.She,J.Kibsgaard,C.F.Dickens,IbChorkendorff,J.K.NCombiningtheoryandexperimentinelectrocat[3]Hunter,B.M.;Gray,H.B.;Muller,A.M.,Earthabundantheterogeneous[4]Chandrasekaran,S.;Yao,L.;Deng,L.;Bowen,C.;Zhang,Zhang,P.,Recentadvancesinmetalsulfides:fromcontrolledfabricatiphotocatalyticandphotoelectrochemicalwatersplittingandbeyond.Chem.Soc.Rev.2019,448,4178-4280.[5]Koper,M.T.,Hydrogenelectrocatalysis:abasicsolution[6]Bajdich,M.;Garcia-Mota,M.;Vojvodic,A.;NorskoinvestigationoftheactivityofcobaltoxidesfortheelectrochemicAm.Chem.Soc.2013,135,13521-13530.[7]Suen,N.T.;Hung,S.F.;Quan,Q.;Zhang,N.;Xu,Y.J.;Chen,H.M.,Electrocatalysistheoxygenevolutionreaction:recentdevelop2017,46,337-365.[8]8Seh,Z.W.;Kibsgaard,J.;Dickens,C.F.;Chorke[9]Song,J.;Wei,C.;Huang,Z.F.;Liu,C.;Zeng,L.;Wang,X.;Xu,Z.J.,Areviewfundamentalsfordesigningoxygenevolutionelectroc[10]S.Zhao,R.Jin,H.Abroshan,C.Zeng,H.Zhang,S.D.HouYang,R.Jin,Goldnanoclusterspromoteelectrocatalyticwateroxidationatthenanocluster/CoSe2interface.J.Am.Chem.Soc.2017,139,1077-1080.[11]B.Konkena,J.Masa,A.J.Botz,I.Sinev,W.Xia,R.DrMetallicNiPS3@NiOOHcoreelectrocatalystfortheoxygenevolutionreact[12]T.Y.Ma,J.Ran,S.Dai,M.Jaroniec,S.Z.Qiao,Phosphorus-dopedgraphiticcarbAngew.Chem.Int.Ed.2015,54,4646-4650.[13]H.Wang,F.X.Yin,B.H.Chen,X.B.He,P.L.Lv,C.Y.Ye,D.J.Liu,Construction