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Layered Metal–Organic Framework-Derived Metal Oxide/Carbon Nanosheet Arrays for Catalyzing the Oxygen Evolution Reaction
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2018-06-21 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00809 Jian Zhou 1 , Yibo Dou 1 , Awu Zhou 1 , Lun Shu 1 , Ya Chen 1 , Jian-Rong Li 1
ACS Energy Letters ( IF 19.3 ) Pub Date : 2018-06-21 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsenergylett.8b00809 Jian Zhou 1 , Yibo Dou 1 , Awu Zhou 1 , Lun Shu 1 , Ya Chen 1 , Jian-Rong Li 1
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The oxygen evolution reaction (OER) in water splitting plays a critical role in some clean energy production systems. Transition-metal oxides as one of the most common OER electrocatalysts have been widely explored; however, their activity is limited by low electrical conductivity, slow mass transfer, and inadequate active sites. Herein, we develop a feasible strategy in which layered two-dimensional metal–organic frameworks (2D MOFs) act as templates to construct metal oxide/carbon (MOx/C, M = Co, Ni, and Cu) nanosheet arrays for the OER. Because of improved conductivity and more exposed active sites afforded by their 2D structures with rich hierarchical pores and the incorporation with porous carbon, these 2D MOF-derived MOx/C arrays present high electrocatalytic activities and good durability. Particularly, Co3O4/CBDC, NiO/CBDC, and Cu2O/S–CTDC exhibit low overpotentials of 208, 285, and 313 mV at the current density of 10 mA cm–2, respectively, outperforming all previously reported corresponding metal oxide-based catalysts.
中文翻译：
层状金属-有机骨架衍生的金属氧化物/碳纳米片阵列，用于催化氧释放反应
在某些清洁能源生产系统中，水分解中的析氧反应（OER）发挥着关键作用。过渡金属氧化物是最常见的OER电催化剂之一。然而，它们的活性受到低电导率，缓慢的传质和不足的活性位点的限制。本文中，我们开发了一种可行的策略，其中二维二维金属有机框架（2D MOF）充当模板，以构建OER的金属氧化物/碳（MO x / C，M = Co，Ni和Cu）纳米片阵列。由于2D MOF衍生的MO x具有改善的电导率和2D结构具有丰富的层次化孔隙并结合了多孔碳，从而提供了更多的暴露的活性位点，/ C阵列具有高电催化活性和良好的耐久性。特别是，Co 3 O 4 / C BDC，NiO / C BDC和Cu 2 O / S–C TDC在10 mA cm –2的电流密度下分别表现出208、285和313 mV的低过电势，表现均优于所有先前报道了相应的基于金属氧化物的催化剂。
更新日期：2018-06-21
中文翻译：
层状金属-有机骨架衍生的金属氧化物/碳纳米片阵列，用于催化氧释放反应
在某些清洁能源生产系统中，水分解中的析氧反应（OER）发挥着关键作用。过渡金属氧化物是最常见的OER电催化剂之一。然而，它们的活性受到低电导率，缓慢的传质和不足的活性位点的限制。本文中，我们开发了一种可行的策略，其中二维二维金属有机框架（2D MOF）充当模板，以构建OER的金属氧化物/碳（MO x / C，M = Co，Ni和Cu）纳米片阵列。由于2D MOF衍生的MO x具有改善的电导率和2D结构具有丰富的层次化孔隙并结合了多孔碳，从而提供了更多的暴露的活性位点，/ C阵列具有高电催化活性和良好的耐久性。特别是，Co 3 O 4 / C BDC，NiO / C BDC和Cu 2 O / S–C TDC在10 mA cm –2的电流密度下分别表现出208、285和313 mV的低过电势，表现均优于所有先前报道了相应的基于金属氧化物的催化剂。
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