Functional group scission-induced lattice strain in chiral macromolecular metal-organic framework arrays for electrocatalytic overall water splitting

电催化剂 双功能 分解水 催化作用 析氧 电化学 化学 金属 材料科学 化学工程 磺酸 无机化学 电极 物理化学 高分子化学 有机化学 工程类 光催化
作者
Yushan Chen,Jiakun Wang,Zebin Yu,Yanping Hou,Ronghua Jiang,Mi Wang,Jun Huang,Jianhua Chen,Yongqing Zhang,Hongxiang Zhu
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:307: 121151-121151 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2022.121151
摘要

Electrocatalytic overall water splitting (OWS) to produce hydrogen and oxygen is one of the most advantageous ways to match the carbon-neutral concept in sustainable hydrogen production. Herein, we report a novel non-precious metal bifunctional electrocatalyst, chiral macromolecular metal-organic frameworks with lattice strain on nickel foam (LS-CMMOFs/NF), by replacing di-sulfonic acid with mono-sulfonic acid for effective and controlled introduction of lattice strain. Under alkaline conditions, LS-CMMOFs/NF at 6% lattice expansion (6%LS-CMMOFs/NF) have the best catalytic performances for oxygen evolution reaction (OER), hydrogen evolution reaction (HER) and OWS, the activity of the catalyst is significantly improved compared with that of the original CMMOFs/NF (O-CMMOFs/NF). The 6%LS-CMMOFs/NF deliver tiny overpotentials of 100 mV (HER), 137 mV (OER), total voltages of 1.467 V (OWS) at 10 mA cm−2 and maintain100-hours excellent stability. Noteworthy, the OER can reach 500 mA cm−2, with promising industrial applications. Catalytic mechanism studies, such as operando Raman, operando FTIR and density functional theory calculations indicate that lattice strain effectively enables electrons to pass through Ni/Co 3d-O 2p-Fe 3d more rapidly, thus optimizing metal 3d orbitals, which in turn activates the active surface species (Ni/Co-OOH for OER and Ni/Co-N for HER) and ultimately increases the electrocatalytic activity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
兔BF完成签到,获得积分10
3秒前
大神瓜发布了新的文献求助10
3秒前
花痴的电灯泡完成签到,获得积分10
4秒前
Baylin发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.2应助五i采纳,获得10
6秒前
斑鸠完成签到,获得积分10
7秒前
Motorhead发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
贾大大发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
梅西完成签到 ,获得积分0
14秒前
研友_LjDyNZ发布了新的文献求助30
14秒前
lz发布了新的文献求助10
15秒前
科目三应助Baylin采纳,获得10
15秒前
YU发布了新的文献求助20
15秒前
15秒前
传奇3应助15采纳,获得10
16秒前
wuxiaochen发布了新的文献求助10
16秒前
王辰宁完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
18秒前
领导范儿应助bbbin采纳,获得10
18秒前
FireXIN发布了新的文献求助10
18秒前
wu发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
香蕉觅云应助houyuhao123123采纳,获得10
19秒前
19秒前
wuxiaochen完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
我爱看文献完成签到,获得积分10
22秒前
FireXIN发布了新的文献求助10
22秒前
FireXIN发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
What is the Future of Psychotherapy in Digital Age? Technology, AI Bots, and Psychotherapy after Covid 444
Management and the Arts 310
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7635976
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9209919
关于积分的说明 19753945
捐赠科研通 7203733
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275343
关于科研通互助平台的介绍 2437151
邀请新用户注册赠送积分活动 2272446