Interdiffusion Reaction-Assisted Hybridization of Two-Dimensional Metal–Organic Frameworks and Ti3C2Tx Nanosheets for Electrocatalytic Oxygen Evolution

MXenes公司 塔菲尔方程 材料科学 电催化剂 析氧 催化作用 化学工程 电解质 电池(电) 电化学 电极 纳米技术 化学 物理化学 生物化学 量子力学 物理 工程类 功率(物理)
作者
Zhao Li,Biliang Dong,Shaozhou Li,Lijun Zhou,Linfei Lai,Zhiwei Wang,Shulin Zhao,Min Han,Kai Gao,Min Lü,Xiaoji Xie,Bo Chen,Zhengdong Liu,Xiangjing Wang,Hao Zhang,Hai Li,Juqing Liu,Hua Zhang,Xiao Huang,Wei Huang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:11 (6): 5800-5807 被引量:695
标识
DOI:10.1021/acsnano.7b01409
摘要

Two-dimensional (2D) metal-organic framework (MOF) nanosheets have been recently regarded as the model electrocatalysts due to their porous structure, fast mass and ion transfer through the thickness, and large portion of exposed active metal centers. Combining them with electrically conductive 2D nanosheets is anticipated to achieve further improved performance in electrocatalysis. In this work, we in situ hybridized 2D cobalt 1,4-benzenedicarboxylate (CoBDC) with Ti3C2Tx (the MXene phase) nanosheets via an interdiffusion reaction-assisted process. The resulting hybrid material was applied in the oxygen evolution reaction and achieved a current density of 10 mA cm-2 at a potential of 1.64 V vs reversible hydrogen electrode and a Tafel slope of 48.2 mV dec-1 in 0.1 M KOH. These results outperform those obtained by the standard IrO2-based catalyst and are comparable with or even better than those achieved by the previously reported state-of-the-art transition-metal-based catalysts. While the CoBDC layer provided the highly porous structure and large active surface area, the electrically conductive and hydrophilic Ti3C2Tx nanosheets enabled the rapid charge and ion transfer across the well-defined Ti3C2Tx-CoBDC interface and facilitated the access of aqueous electrolyte to the catalytically active CoBDC surfaces. The hybrid nanosheets were further fabricated into an air cathode for a rechargeable zinc-air battery, which was successfully used to power a light-emitting diode. We believe that the in situ hybridization of MXenes and 2D MOFs with interface control will provide more opportunities for their use in energy-based applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
科目三应助hui采纳,获得10
1秒前
1秒前
dili给dili的求助进行了留言
1秒前
虚心的大树完成签到 ,获得积分20
2秒前
2秒前
Yuki完成签到,获得积分10
2秒前
明亮冰颜发布了新的文献求助10
3秒前
prigogin发布了新的文献求助10
3秒前
shaqima完成签到,获得积分10
3秒前
王木木发布了新的文献求助10
4秒前
无限冬卉发布了新的文献求助10
4秒前
嘿嘿哒发布了新的文献求助10
6秒前
shelly完成签到,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
英俊的铭应助糟糕的铁锤采纳,获得10
6秒前
Jenny完成签到,获得积分10
7秒前
wanci应助YYL采纳,获得10
7秒前
小徐同学完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
正直海冬完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
丘比特应助charint采纳,获得10
9秒前
10秒前
bkagyin应助庸俞鳙鱼采纳,获得10
10秒前
田様应助mdalmahadi采纳,获得200
10秒前
11秒前
13秒前
seagull发布了新的文献求助10
13秒前
孤独雪柳发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
无限冬卉完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
14秒前
研友_VZG7GZ应助娜娜采纳,获得20
14秒前
人间大清醒完成签到,获得积分10
15秒前
bubble发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5729907
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5320921
关于积分的说明 15317727
捐赠科研通 4876709
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2619565
邀请新用户注册赠送积分活动 1569026
关于科研通互助平台的介绍 1525640