Bimetallic Cage‐Based Metal–Organic Frameworks for Electrochemical Hydrogen Evolution Reaction with Enhanced Activity

双金属片 过电位 塔菲尔方程 等结构 电化学 催化作用 水溶液 金属 材料科学 金属有机骨架 电催化剂 无机化学 化学 结晶学 晶体结构 物理化学 有机化学 电极 吸附
作者
Ruizhe Zhang,Lele Lu,Zhonghang Chen,Xiaoping Zhang,Boyuan Wu,Wei Shi,Peng Cheng
出处
期刊:Chemistry: A European Journal [Wiley]
卷期号:28 (28) 被引量:18
标识
DOI:10.1002/chem.202200401
摘要

A cage-based metal-organic framework (Ni-NKU-101) with biphenyl-3,3',5,5'-tetracarboxylic acid was synthesized via solvothermal method. Ni-NKU-101 contains two types of cages based on trinuclear and octa-nuclear nickel-clusters that are connected with each other by the 4-connected ligands, to form a 3D framework with a new topology. A mixed-metal strategy was used to synthesize isostructural bimetallic MOFs of Mx Ni1-x -NKU-101 (M=Mn, Co, Cu, Zn). The electrocatalytic studies showed that the hydrogen evolution reaction (HER) activity of Cux Ni1-x -NKU-101 is much higher than that of other Mx Ni1-x -NKU-101 catalysts in acidic aqueous solution, owing to the synergistic effect of the bimetallic centers. The optimized Cu0.19 Ni0.81 -NKU-101 has an overpotential of 324 mV at 10 mA cm-2 and a Tafel slope of 131 mV dec-1 . The mechanism of HER activity over these bimetallic MOF-based electrocatalysts are discussed in detail.
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