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Ultralow Pt0 loading on MIL-88A(Fe) derived polyoxometalate-Fe3O4@C micro-rods with highly-efficient electrocatalytic hydrogen evolution

多金属氧酸盐 电催化剂 过电位 催化作用 化学 结晶学 化学工程 无机化学 纳米技术 物理化学 电化学 材料科学 电极 有机化学 医学 替代医学 病理 工程类
作者
Mingliang Wang,Di Yin,Yun‐Dong Cao,Guang‐Gang Gao,Tao Pang,Lulu Ma,Hong Liu
出处
期刊:Journal of Coordination Chemistry [Informa]
卷期号:73 (17-19): 2422-2436 被引量:2
标识
DOI:10.1080/00958972.2020.1809656
摘要

Synthesis of catalysts with high activity for hydrogen evolution reaction (HER) has been a hot topic in electrocatalysis. In this paper, using MIL-88A(Fe) metal-organic complex, polyoxometalate (POM) and H2PtCl6 as starting materials, hierarchic and low Pt0-loading micro-rods (denoted as Pt-POMFe, i.e. Pt-PW12Fe or Pt-PMo12Fe) have been synthesized, in which the Pt0 nanoparticles can be stabilized by POM. The Pt-PW12Fe micro-rod containing [PW12O40]3- polyoxoanion component (0.30% Pt0-loading) which retains the spindle structure of its parent MIL-88A(Fe) exhibits a low overpotential of 28 mV at current density of 10 mA·cm−2 for HER that is close to the electrocatalytic effect of commercial Pt/C (ca. 20% Pt0-loading). Such high electrocatalytic reactivity is mainly caused by the synergistic effect of the three components of POM, Pt0, and Fe3O4@C. The structure effectively increases the active sites of the catalyst and improves its conductivity and stability. The Pt-POMFe catalyst extends a new family of MOF-POM functional materials and provides a new concept to the design and synthesis of highly-efficient and low-cost electrocatalyst for hydrogen production.

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