近日，安徽理工大學化學工程學院胡勁松教授團隊在能源化學類著名學術期刊《Carbon Energy》上發(fā)表了題為“Charge-transfer Regulated Bi-metal Ferrocene-based Organic Framework for Promoting Electrocatalytic Oxygen Evolution”(DOI: 10.1002/cey2.315)的最新研究成果?！禖arbon Energy》期刊2019年入選中國科技期刊卓越行動計劃“高起點新刊”，2022年最新影響因子IF=21.56，是化學、材料與工程領域的旗艦期刊。化學工程學院2020和2019級碩士研究生徐巧玲和王曉玉，以及材料科學與工程學院張雷教授等為該論文的完成做出了重要的貢獻。

基于二茂鐵(Fc)的金屬-有機骨架(MOFs)由于其優(yōu)越的導電性和可調節(jié)的電子結構，被認為是構建高效、穩(wěn)定的析氧反應(OER)電催化劑的有力平臺。本文采用密度泛函理論(DFT)模擬方法對Ni摻雜CoFc-MOF的電子結構規(guī)律進行了預測，結果表明所提出的CoNiFc-MOFs能有效調節(jié)d帶中心，提高了電導率，并在基元反應中具有較小的能壘。受DFT結果的啟發(fā)，團隊通過簡單的水熱法成功合成了一系列類似海膽的CoNiFc-MOFs。同步輻射(XAF)和光電子能譜(XPS)測量表明，Ni的引入可以調整催化劑的電子結構，誘導電子的定向轉移，從而優(yōu)化OER過程中*O→*OOH的速率決定步驟(RDS)。此外，材料的多級納米結構使催化劑具有豐富的活性位點和快速的傳質。所有這些協(xié)同作用形成了高效的OER過程，從而在堿性電解質中提供了顯著的OER活性和穩(wěn)定性。在10和200mA?cm-2條件下分別產生209和252 mV的過電位。這項工作為開發(fā)高效、耐用的MOFs基電催化劑提供了新的思路。

此項研究工作得到了國家自然科學基金、安徽省杰出青年基金、安徽省高校領軍骨干人才、安徽省高校協(xié)同創(chuàng)新計劃等項目的資助。

文：胡麗芳、王楚君