当前位置:
X-MOL 学术
›
Appl. Surf. Sci.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Controlling the microenvironment by introducing dual metal atoms into ZIF-L to enhance hydrogen evolution activity
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2024-11-14 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2024.161791 Yongteng Qian, Yue Sun, Fangfang Zhang, Yupeng Song, Xiaohui Luo, Lin Shen, Minkyun Sohn, Hu Shi, Dae Joon Kang
Applied Surface Science ( IF 6.3 ) Pub Date : 2024-11-14 , DOI: 10.1016/j.apsusc.2024.161791 Yongteng Qian, Yue Sun, Fangfang Zhang, Yupeng Song, Xiaohui Luo, Lin Shen, Minkyun Sohn, Hu Shi, Dae Joon Kang
In this study, we introduce an efficient strategy to enhance the electrocatalytic performance of ZIF-L by injecting dual metal atoms, specifically Co and Cu, using a facile hydrothermal reaction method. The optimized Co,Cu-ZIF-L composites showed exceptional hydrogen evolution activities with overpotentials of 70 and 145 mV under 10 and 50 mA cm−2 in alkaline media. The Co,Cu-ZIF-L composites also displayed excellent cycling stability (∼ 90 h) for hydrogen evolution. The enhanced electrocatalytic performance is attributed to the dual metal atoms, which not only introduce abundant active sites but also improve the structural integrity and catalytic kinetics by regulating the catalytic microenvironment. Density functional theory calculations further support that the injection of Co and Cu atoms into the ZIF-L optimizes the free adsorption energy of hydrogen intermediates, accelerating HER kinetics. This work confirms that injecting highly conductive metal atom into MOFs to regulate the catalytic microenvironment is a potential route to significantly increase the electrocatalytic activity of MOFs.
中文翻译:
通过在 ZIF-L 中引入双金属原子来控制微环境,以增强析氢活性
在这项研究中,我们引入了一种有效的策略,通过使用简单的水热反应方法注入双金属原子,特别是 Co 和 Cu,来提高 ZIF-L 的电催化性能。优化的 Co,Cu-ZIF-L 复合材料在碱性介质中表现出优异的析氢活性,在 10 和 50 mA cm-2 下具有 70 和 145 mV 的过电位。Co,Cu-ZIF-L 复合材料在析氢方面也表现出优异的循环稳定性 (∼ 90 h)。增强的电催化性能归因于双金属原子,它不仅引入了丰富的活性位点,而且通过调节催化微环境改善了结构完整性和催化动力学。密度泛函理论计算进一步支持将 Co 和 Cu 原子注入 ZIF-L 优化了氢中间体的自由吸附能,从而加速了 HER 动力学。这项工作证实,将高导电金属原子注入 MOF 中以调节催化微环境是显着提高 MOF 电催化活性的潜在途径。
更新日期:2024-11-18
中文翻译:
通过在 ZIF-L 中引入双金属原子来控制微环境,以增强析氢活性
在这项研究中,我们引入了一种有效的策略,通过使用简单的水热反应方法注入双金属原子,特别是 Co 和 Cu,来提高 ZIF-L 的电催化性能。优化的 Co,Cu-ZIF-L 复合材料在碱性介质中表现出优异的析氢活性,在 10 和 50 mA cm-2 下具有 70 和 145 mV 的过电位。Co,Cu-ZIF-L 复合材料在析氢方面也表现出优异的循环稳定性 (∼ 90 h)。增强的电催化性能归因于双金属原子,它不仅引入了丰富的活性位点,而且通过调节催化微环境改善了结构完整性和催化动力学。密度泛函理论计算进一步支持将 Co 和 Cu 原子注入 ZIF-L 优化了氢中间体的自由吸附能,从而加速了 HER 动力学。这项工作证实,将高导电金属原子注入 MOF 中以调节催化微环境是显着提高 MOF 电催化活性的潜在途径。