Surfactant‐Assisted Phase‐Selective Synthesis of New Cobalt MOFs and Their Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction

塔菲尔方程 催化作用 化学 电催化剂 无机化学 肺表面活性物质 分子 乙炔 化学工程 电化学 物理化学 电极 有机化学 生物化学 工程类
作者
Ya‐Pan Wu,Wei Zhou,Jun Zhao,Wen‐Wen Dong,Ya‐Qian Lan,Dong‐Sheng Li,Chenghua Sun,Xianhui Bu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:129 (42): 13181-13185 被引量:57
标识
DOI:10.1002/ange.201707238
摘要

Abstract Reported herein are two new polymorphic Co‐MOFs (CTGU‐5 and ‐6) that can be selectively crystallized into the pure 2D or 3D net using an anionic or neutral surfactant, respectively. Each polymorph contains a H 2 O molecule, but differs dramatically in its bonding to the framework, which in turn affects the crystal structure and electrocatalytic performance for hydrogen evolution reaction (HER). Both experimental and computational studies find that 2D CTGU‐5 which has coordinates water and more open access to the cobalt site has higher electrocatalytic activity than CTGU‐6 with the lattice water. The integration with co‐catalysts, such as acetylene black (AB) leads to a composite material, AB&CTGU‐5 (1:4) with very efficient HER catalytic properties among reported MOFs. It exhibits superior HER properties including a very positive onset potential of 18 mV, low Tafel slope of 45 mV dec −1 , higher exchange current density of 8.6×10 −4 A cm −2 , and long‐term stability.
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