电催化制氢(HER)能够有效缓解全球能源和环境压力，然而，动力学过程缓慢的OER严重限制了能量转换效率，促使人们追求高效的催化剂来加速反应。迄今为止，贵金属基催化剂(如IrO2和RuO2)的实际应用由于价格高和耐久性差而受到阻碍。为此，开发具有成本效益和丰富的过渡金属基催化剂是解决目前问题的关键。金属有机框架(MOF)具有调节配位结构和组成的高度灵活性。然而，单个MOF的性质高度依赖于特定应用的形态和表面化学。
近日，山东大学张进涛课题组以电沉积MOFs作为前驱体，通过传质限制沉积过程实现了原位限制界面转变过程，以自发地控制电沉积的MOF的不同形态和表面组成。在制备过程中，从位于金属载体上的MOF体结构到分层纳米板/纳米棒网络的拓扑转换，可以通过调整物质传输和沉淀过程来良好地调节。此外，原位界面蚀刻和沉淀过程可以进一步调节表面组成，显著提高了电催化性能。因此，所制备的MOF杂化结构表现出优异的OER催化活性，其在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为240 mV，并且其具有超过800小时的超长耐久性。更重要的是，通过与亲核试剂的反应对OER中间体的操作探测显示，在MOF纳米棒上的非晶Fe-BTC纳米点将优化中间结合能，而非配位的羧酸盐能够加速质子转移过程，显著提高了OER性能。此外，通过K4Fe(CN)6/K3Fe(CN)6对作为电子储层介质来解耦水分裂，可以有效地消除潜在的气体交叉问题，以提高安全性。研究结果表明，结合界面反应的原位拓扑变换可以高效地调节MOFs的结构和表面组成，以提高电催化活性，这为开发高性能和低成本的电极材料提供了有效策略。Confined Interface Transformation of Metal Organic Frameworks for Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D2EE01073A
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