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Exfoliation of Metal–Organic Frameworks to Give 2D MOF Nanosheets for the Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction

金属有机骨架 剥脱关节 析氧 化学 氧气 金属 材料科学 化学工程 无机化学 电化学 纳米技术 有机化学 石墨烯 电极 物理化学 吸附 工程类
作者
Peng Wu,Shuang Geng,Xinyu Wang,Xinglong Zhang,Hongfeng Li,Lulu Zhang,Yu Shen,Baoli Zha,Suoying Zhang,Fengwei Huo,Suoying Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
标识
DOI:10.1002/ange.202402969
摘要

The structure and properties of materials are determined by a diverse range of chemical bond formation and breaking mechanisms, which greatly motivates the development of selectively controlling the chemical bonds in order to achieve materials with specific characteristics. Here, an orientational intervening bond‐breaking strategy is demonstrated for synthesizing ultrathin metal–organic framework (MOF) nanosheets through balancing the process of thermal decomposition and liquid nitrogen exfoliation. In such approach, proper thermal treatment can weaken the interlayer bond while maintaining the stability of the intralayer bond in the layered MOFs. And the following liquid nitrogen treatment results in significant deformation and stress in the layered MOFs’ structure due to the instant temperature drop and drastic expansion of liquid N2, leading to the curling, detachment, and separation of the MOF layers. The produced MOF nanosheets with five cycles of treatment are primarily composed of nanosheets that are less than 10 nm in thickness. The MOF nanosheets exhibit enhanced catalytic performance in oxygen evolution reactions owing to the ultrathin thickness without capping agents which provide improved charge transfer efficiency and dense exposed active sites. This strategy underscores the significance of orientational intervention in chemical bonds to engineer innovative materials.
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