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Alkali-induced Transformation of Ni-MOF into Ni(OH)2 Nanostructured Flowers for Efficient Electrocatalytic Methanol Oxidation Reaction
Chemistry - A European Journal ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-05-12 , DOI: 10.1002/chem.202101121 Lanqing Li 1 , Wei Gao 1 , Min Lei 1 , Dan Wen 1
Chemistry - A European Journal ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-05-12 , DOI: 10.1002/chem.202101121 Lanqing Li 1 , Wei Gao 1 , Min Lei 1 , Dan Wen 1
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Post treatment of metal-organic frameworks (MOFs) is widely employed to develop efficient electrocatalysts with better catalytic properties. But the complex processes of post treatment generally led to the collapse of the original structures of MOFs, making the preservation of their pristine hierarchical porous structure a great challenge. Herein, we propose the strategy of alkali treatment of Ni-MOF to transform it into Ni(OH)2 with similar morphology and enhanced electrocatalytic properties for methanol oxidation reaction (MOR). The structure and electrocatalytic properties of as-obtained Ni(OH)2 nanostructured flowers were seriously depended on the alkali concentrations. As the result, Ni(OH)2 obtained from Ni-MOF treated by 0.25 M NaOH (noted as Ni(OH)2-0.25) performs 1.5 and 2.5 times larger current density than those of Ni(OH)2-0.025 and Ni(OH)2-0.5 for MOR. Moreover, the electrocatalytic process and mechanism of MOR on the catalyst of Ni(OH)2-0.25 are also revealed. Hence, this ex situ conversion strategy of alkali treatment for Ni-MOF uncovered the transformation of MOFs in alkaline solution and develops robust electrocatalyst for practical application of methanol fuel cells.
中文翻译：
碱诱导 Ni-MOF 转化为 Ni(OH)2 纳米结构花，用于高效电催化甲醇氧化反应
金属有机骨架（MOF）的后处理被广泛用于开发具有更好催化性能的高效电催化剂。但复杂的后处理过程通常会导致 MOF 原始结构的崩溃，这使得保持其原始的分级多孔结构成为一个巨大的挑战。在此，我们提出了对 Ni-MOF 进行碱处理的策略，将其转化为具有相似形态和增强的甲醇氧化反应 (MOR) 电催化性能的Ni(OH) 2。所获得的Ni(OH) 2纳米结构花的结构和电催化性能严重依赖于碱浓度。结果，Ni(OH) 2从用 0.25 M NaOH 处理的 Ni-MOF 中获得（记为 Ni(OH)2 -0.25) 的电流密度是 Ni(OH) 2 -0.025 和 Ni(OH) 2 -0.5 的1.5 和 2.5 倍，用于 MOR。此外，还揭示了MOR在Ni(OH) 2 -0.25催化剂上的电催化过程和机理。因此，这种 Ni-MOF 碱处理的非原位转化策略揭示了 MOF 在碱性溶液中的转化，并为甲醇燃料电池的实际应用开发了强大的电催化剂。
更新日期：2021-05-12
中文翻译：
碱诱导 Ni-MOF 转化为 Ni(OH)2 纳米结构花，用于高效电催化甲醇氧化反应
金属有机骨架（MOF）的后处理被广泛用于开发具有更好催化性能的高效电催化剂。但复杂的后处理过程通常会导致 MOF 原始结构的崩溃，这使得保持其原始的分级多孔结构成为一个巨大的挑战。在此，我们提出了对 Ni-MOF 进行碱处理的策略，将其转化为具有相似形态和增强的甲醇氧化反应 (MOR) 电催化性能的Ni(OH) 2。所获得的Ni(OH) 2纳米结构花的结构和电催化性能严重依赖于碱浓度。结果，Ni(OH) 2从用 0.25 M NaOH 处理的 Ni-MOF 中获得（记为 Ni(OH)2 -0.25) 的电流密度是 Ni(OH) 2 -0.025 和 Ni(OH) 2 -0.5 的1.5 和 2.5 倍，用于 MOR。此外，还揭示了MOR在Ni(OH) 2 -0.25催化剂上的电催化过程和机理。因此，这种 Ni-MOF 碱处理的非原位转化策略揭示了 MOF 在碱性溶液中的转化，并为甲醇燃料电池的实际应用开发了强大的电催化剂。
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