Small:二维有机咪唑负载Fe电催化OER、CO2还原

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中科院福建物质结构研究所Tian Wen、周天华,福州大学陈淑妹等报道合成了一种超薄二维材料,具有较好的电催化活性。该材料通过两步合成过程实现,具体通过合成新型含硼咪唑骨架材料(BIF-73)前驱材料,并通过后处理方法将其转变为(Fe@BIF-73-NS)。后处理方法实现的材料中含有超小Fe2O3,并且在电催化产氧反应中展现了较好的电催化活性。


在产氧反应过程中,作者发现在10 mA cm-2的电流密度中,过电势为291 mV;在CO2还原反应过程中,在-1.8 V vs Ag/AgCl的条件中,在还原生成CO的电化学反应中法拉第效率达到88.6 %。本工作显示二维有机骨架材料在能源转化领域中的重要应用前景。


本文要点

要点1. 通过2,5-二羟基对苯二甲酸、KBH(im)3CdSO4原料合成了CdBH(im)3·(dobdc)0.5·DMFBIF-73)材料。随后通过溶液相超声方法将堆叠的BIF-73剥离为层状结构BIF-73-NS,随后将Fe3+负载到BIF-73-NS上,生成Fe@BIF-73-NS
要点2. 理论模拟计算结果结合电子显微镜分析显示,材料中的催化活性中心为Fe3+,此外,作者发现材料中两种结构之间的相互作用产生了价带附近费米能级的偏移(红移)。


Tian Wen*, Min Liu, Shumei Chen*, Qiaohong Li, Yonghua Du, Tianhua Zhou*, Chris Ritchie, Jian Zhang. 2D Boron Imidazolate Framework Nanosheets with Electrocatalytic Applications for Oxygen Evolution and Carbon Dioxide Reduction Reaction, Small. 2020
DOI10.1002/smll.201907669
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201907669

来源:催化计

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