铁钴MOF的制备及电解水析氧性能研究

氢气是一种高能量密度的清洁型能源,具有高效率、低成本、产物无污染和来源丰富等优点,利用太阳能光伏、风力、水力等可再生清洁能源电催化分解水制氢是最具潜力的绿色制氢方式之一.其中电催化材料对能源转换效率起至关重要的作用,电催化优异的Pt、Ir等贵金属基材料价格高昂、储量稀缺,无法在工业上大规模应用.因此,非贵金属类电催化材料成为当前电催化领域研究的热点.而影响电解水效率的主要因素是动力学缓慢的析氧半反应(OER),本论文合成了一种新型有机双联配体,并利用该配体与钴、铁等配位,水热合成了一系列钴、铁单金属MOFs(CoxMOFs、FexMOFs)和钴铁双金属MOFs(Cox Fey MOFs)材料,表征其微观结构和形貌,并通过多种电化学手段测试其电催化分解水析氧性能,结果表明单金属MOF中有机配体与金属按物质的量比3 ∶1制备的MOF的析氧性能最好,而双金属MOF中铁和钴的相互作用提高了其电催化动力学、减小了电化学阻抗,Co6FeMOF表现出最优的电催化析氧性能,且所有催化材料都具有较好的稳定性.