Orientation-Adjustable Metal–Organic Framework Nanorods for Efficient Oxygen Evolution Reaction

纳米棒 过电位 材料科学 析氧 金属有机骨架 化学工程 金属 纳米技术 电极 电化学 物理化学 化学 冶金 工程类 吸附
作者
Zichen Xu,Chia‐Lin Yeh,Yuanjuan Jiang,Xinru Yun,Chun‐Ting Li,Kuo‐Chuan Ho,Jiann T. Lin,Ryan Yeh‐Yung Lin
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (24): 28242-28251 被引量:30
标识
DOI:10.1021/acsami.1c05944
摘要

A series of orientation-adjustable metal–organic framework (MOF) nanorods, CoFe(dobpdc)-I to CoFe(dobpdc)-III (dobpdc = 4,4′-dihydroxybiphenyl-3,3′-dicarboxylate), is developed on a 3D nickel foam (NF) template. By modulating the solvent composition for synthesis, the feature of MOF nanorods on the template can be varied from disorganized to a unidirectional orientation perpendicular to the NF. Well-aligned, vertically oriented CoFe(dobpdc)-III nanorods are hydrophilic and have more exposed active sites and interfacial charge transfer ability. Consequently, they exhibit a superior activity for oxygen evolution reaction (OER) with ultralow overpotentials of 176 and 240 mV at 10 and 300 mA cm–2 in 1.0 M KOH (aq), respectively. CoFe(dobpdc)-III also shows a record low overpotential of 204 mV at J10 mA cm–2 among the electrocatalysts based on CoFe MOF and an excellent overpotential at a high current density (100 mA cm–2) of 312 mV in 0.1 M KOH (aq). This is the first report of a convenient method to straighten up MOF nanorods on a template for highly efficient OER.
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