Chem. Eng. J.: GO对ZIF杂化物及其衍生的Co@N掺碳电催化剂的形貌调控并用于HER

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Chem. Eng. J.: GO对ZIF杂化物及其衍生的Co@N掺碳电催化剂的形貌调控并用于HER
设计独特的金属有机框架(MOF)前体对于开发用于析氢反应(HER)的高效金属负载碳基电催化剂至关重要。
全南大学Jong HunHan团队报道了氧化石墨烯(GO)在二维Co基叶状沸石咪唑酯骨架(ZIF-Co-L)形态中的特殊作用。
Chem. Eng. J.: GO对ZIF杂化物及其衍生的Co@N掺碳电催化剂的形貌调控并用于HER
GO通过调节ZIF反应介质中水分子数量来充当形状导向剂。GO修饰的ZIF的形状从典型的叶状(GO含量<40 wt.%)转变为细长的六边形(GO含量≥40 wt.%)，这是因为GO将夹层水分子捕获。
缺水介质限制了晶体沿ZIF-Co-L的a方向生长，并通过扭曲ab方向上的单齿甲基咪唑(mIm)和c方向上的游离mIm之间的氢键相互作用而导致六边形形状的形成。此外，叶状ZIF-Co-L@10%GO和六边形ZIF-Co-L@40%GO前驱体被碳化为N掺杂碳/还原GO(rGO)电催化剂，表示为分别是Co-NC@10rGO-leaf和Co-NC@40rGO-Hex。
Chem. Eng. J.: GO对ZIF杂化物及其衍生的Co@N掺碳电催化剂的形貌调控并用于HER
Co-NC@10rGO-lesf催化剂(~3% rGO)在KOH溶液中表现出快速的动力学和高耐久性(~10 h)。Co-NC@10rGO-leaf 在10 mA cm-2时的过电位(220 mV)低于Co-NC@40rGO-Hex(230 mV)。
这归因于Co-NC@40rGO-Hex中Co-rGO的比例较低。尽管 ZIF前体具有出色的形状优势，但rGO含量(~13% rGO)抑制了其HER催化活性。
A hexagonal 2D ZIF-Co-L variant: Unusual role of graphene oxide on the water-regulated morphology of ZIF hybrid and their derived Co@N-doped carbon electrocatalyst for hydrogen evolution reaction. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.131270

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