Preparation of a Bimetallic NiFe‐MOF on Nickel Foam as a Highly Efficient Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction
Preparation of a Bimetallic NiFe‐MOF on Nickel Foam as a Highly Efficient Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction
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泡沫镍上双金属 NiFe·MOF 的制备作为析氧反应的高效电催化剂
DOI：
10.1002/slct.202004504
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发表时间：
2021-02
期刊：
影响因子：
2.1
通讯作者：
Qiang Zhao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tao Zhao;Chen Cheng;Dong Wang;Dazhong Zhong;Genyan Hao;Guang Liu;Jinping Li;Qiang Zhao
采用一锅合成法在三维泡沫镍（NF）上制备了一系列双金属金属有机框架（MOF），标记为NiFe-MOF/NF。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、FT-IR和拉曼对所制备的NiFe-MOF/NF的结构进行了表征。与单金属Ni-MOF材料相比，Fe的掺入极大地改变了Ni-MOF的固有性能。电化学测试结果表明，优化后的NiFe-MOF/NF [Ni : Fe=3 : 7（摩尔比）]具有更好的电催化性能，并且在50 mA cm−2和100 mA cm−2的电流密度下，碱性溶液中的析氧反应的过电位分别为225 mV和251 mV。解决方案。特别是，线性扫描伏安法的反曲线显示在10 mA cm−2的电流密度下仅160 mV的超低过电势。 NiFe-MOF/NF还具有优异的稳定性，可以连续运行至少50 h。 NiFe-MOF/NF具有显着的OER性能，这主要归功于MOF中的高电导率、大的比表面积以及Fe和Ni的协同效应。这项工作提出了合成电催化材料的总体策略，以实现有效且可扩展的电催化水氧化。
A series of bimetallic metal‐organic frameworks (MOFs) were prepared on three‐dimensional nickel foam (NF) using a one‐pot synthesis, marked as NiFe‐MOF/NF. The structure of the as‐prepared NiFe‐MOF/NF was characterized by X‐ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM), X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), FT‐IR and Raman. Compared with the monometallic Ni‐MOF material, the incorporation of Fe greatly changes the inherent properties of Ni‐MOF. Electrochemical measurement results show the optimized NiFe‐MOF/NF [Ni : Fe=3 : 7 (molar ratio)] has better electrocatalytic performance and the current densities of 50 mA cm−2and 100 mA cm−2have low overpotentials of 225 mV and 251 mV, respectively, for the oxygen evolution reaction in alkaline solution. In particular, the inverse curve of linear sweep voltammetry shows an ultralow overpotential of only 160 mV at current density of 10 mA cm−2. NiFe‐MOF/NF also has excellent stability and can run continuously for at least 50 h. NiFe‐MOF/NF has remarkable OER performance, which is mainly due to the high conductivity, the large specific surface area and the synergistic effects of Fe and Ni in MOFs. The work presents a general strategy for the synthesis of electrocatalytic materials for effective and scalable electrocatalytic water oxidation.
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