MOFs及其衍生物电催化

来源 :第十五届固态化学与无机合成学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a1a1a1a1a1a1a1
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  金属有机框架(MOFs)在能源分子的存储、分离、转化等领域有着良好的应用前景.相比传统的多孔材料,金属有机框架材料具有更为多样的结构和功能化设计.通过调控MOFs的成分和微观结构,可以有效调节MOFs及其衍生物的催化性质.MOFs衍生的碳材料具有比表面积大、导电性好、孔隙率高的特点,可作为高效廉价的电催化剂.此外,通过可控地在MOFs前驱体中引入杂原子,可有效调节MOFs衍生碳材料的电子结构和导电性,进一步优化催化性能,大大拓展了MOFs衍生材料在电催化领域的应用.近期,本课题组制备了基于MOFs与金属纳米颗粒的复合材料,并研究了其在能源的储存与转化方面的应用.例如,通过钯纳米颗粒与MOF(HKUST-1)的进行复合,大大提高材料在室温下储氢性能[1].以双金属咪唑类MOFs为前体制备了金属纳米多孔碳材料(如图1),并实现杂原子的有效掺杂,可作为高效、低成本的电催化剂[2].针对MOFs孔径较小、本身导电性差的问题,我们通过结构调控和后修饰的方法,成功实现其电催化性能的提高[3].
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随着全球能源需求的增加,光催化技术研究引起了人们的广泛关注.[1]纳米光催化剂例如蛋白修饰的纳米光催化剂、有机无机钙钛矿光催化剂和表面等离子体光催化剂能够有效的捕捉和存储太阳能,并被广泛的应用于光催化产氢研究中.菌视紫红质修饰的二氧化钛体系在可见光照射下具有优良的产氢性能,其中菌视紫红质能够有效的吸收绿光,受激发后将产生的光生电子传递到二氧化钛的导带位置,进一步与泵射的质子发生反应生成氢气.[2]
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