Hierarchically Ordered Macro–Mesoporous Electrocatalyst with Hydrophilic Surface for Efficient Oxygen Reduction Reaction

材料科学 电催化剂 表面改性 介孔材料 微型多孔材料 催化作用 化学工程 润湿 析氧 纳米技术 电极 电化学 有机化学 化学 复合材料 物理化学 工程类
作者
Yuzhen Wen,Anqian Hu,Jieting Ding,Nanshu Wang,Ze Qin,Xianfeng Yang,Kui Shen,Liyu Chen,Yingwei Li
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (30) 被引量:27
标识
DOI:10.1002/adma.202301894
摘要

Metal-organic frameworks (MOFs) offer versatile templates/precursors to prepare supported metal catalysts. However, the afforded catalysts usually exhibit microporous structures and unsuitable wettability, which will restrict the accessibility of active sites in liquid-phase reactions. Herein, an etching-functionalization strategy is developed for the construction of a tannic-acid-functionalized MOF with a unique hollow-wall and 3D-ordered macroporous (H-3DOM) structure. The functional MOF can be further employed as an ideal precursor for the synthesis of cobalt supported on oxygen/nitrogen-co-doped carbon composites with H-3DOM structures, and hydrophilic surface. The H-3DOM structure can improve the external surface area to maximize the exposure of active sites. Moreover, the oxygen-containing functional groups can enhance the surface wettability to guarantee the external active sites to be more electrochemically accessible in aqueous electrolyte. Benefitting from these outstanding characteristics, H-3DOM-Co/ONC exhibits high electrocatalytic activity in the oxygen reduction reaction, superior to its counterparts without the hierarchically ordered structure and surface functionalization.
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