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金属有机骨架（MOF）以其周期性排列、非饱和配位活性中心和超高比表面积等优点在OER领域备受关注。近年来，由于其在碱性电解液中的水解反应，使得MOF基OER电催化剂的催化活性相大多为其碱解产物过渡金属基氢氧化物 (MOOH/M(OH)x, M=Fe, Co, Ni, V等)。这类MOOH/M(OH)x 由于其固有的层状结构和丰富的活性位点而被认为是最有效的电催化剂之一。
近日，南开大学刘双喜课题组利用配体交换现象创造性地通过简单有效的阳离子活化策略构建了优良的OER电催化剂（图1）。在阳极电极制备过程中，通过Fe离子与层状Ni-MOFs之间的静电作用（图2），创造性地构建了铁镍复合催化剂。由于Fe离子修饰的低稳定性Ni-MOFs的碱解反应，制备的催化剂材料在试验环境下进行了自重构，原位自重构生成的NiFe-LDH是驱动OER过程的本征催化活性相。得益于多层结构丰富的活性中心和双金属协同作用，优化的催化剂NF-10展现出了优异的OER电催化活性。
图1 NF-LDH电催化剂的合成过程 图2 Ni-MOFs-Fe自重构机理 该工作中的阳离子修饰Ni-MOFs策略是获得NiFe-LDH最方便、最高效的方法。这项工作对MOF在电化学应用的设计以及MOF作为OER催化剂的性能优化具有重要意义，并为从电子和原子水平进一步理解电催化提供了新的视角。 点击“阅读原文”直达上述文章 Self-reconstruction of cationic activated Ni-MOFs enhanced the intrinsic activity of electrocatalytic water oxidation Xuemin Wang, Xixi Wang, Lin Zhao, Hanyu Zhang, Ming Liu, Cui Zhang and Shuangxi Liu Inorg. Chem. Front., 2022, Advance Article https://doi.org/10.1039/D1QI00857A *文中图片皆来源上述文章 通讯作者简介 刘双喜 教授 南开大学 材料科学与工程学院 刘双喜，南开大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。多年来一直从事催化材料、多孔材料等领域的研究。先后主持了国家自然科学基金面上项目、国家 863 计划课题、国家“十一五”科技支撑计划课题、天津市重点项目、科技部国家重点实验室开放基金项目和企业委托课题等多个项目的研究工作。目前共在 Journal of Catalysis， ACS Catalysis, Applied CatalysisB: Environmental， Chemistry of Materials, Journal of Materials Chemistry A 等刊物上发表论文 100 余篇，申请/授权专利 30 余项，参编专著2部。
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