金属矿山

作者：韩家生,李芷萌,李杰,凌琪,严魁,张苗,吴明在

单位：1. 安徽大学纽约石溪学院,安徽 合肥 230039;2. 安徽大学材料科学与工程学院,安徽 合肥 230601

关键词：黄铁矿,MOFs,析氧反应,电解水,电催化,

廉价、高效且耐用的非贵金属电催化剂的可控制备,对于推动电解水这项能源转换技术的大规模应用至关重要。以水热法制备的MIL-101(Fe)为前驱体,热解得到金属有机框架(MOFs)衍生铁碳化合物,经原位硫化还原,成功制备了纳米黄铁矿型催化剂(MIL-101(Fe)-D-FeS2 )。采用X 射线衍射仪(XRD)、冷场发射式扫描电镜(SEM)、X 射线光电子能谱(XPS)对样品进行了物相表征,发现FeS2 纳米球均匀衍生在前驱物形成的八面体碳框架上;通过循环伏安法和线性扫描伏安法研究了该材料在电化学反应过程中的可逆性和活性。结果表明:在10 mA/ cm2和100 mA/ cm2 的电流密度下,MIL-101(Fe)-D-FeS2 的过电位分别为260 mV 和307 mV,双层电容值为3. 82 mF/ cm2,塔菲尔斜率为48. 4 mV/ dec。该新型催化剂表现出优越的相关性能,优于传统商用电极RuO2 和市售黄铁矿粉。此外MIL-101(Fe)-D-FeS2 在高电流密度下保持长期的稳定性。这种优异的活性得益于MOFs 与FeS2 材料的结合,增加催化剂活性位点的暴露,提高整体催化剂的活性和导电性。研究结果为MIL-101(Fe)-D-FeS2 型电催化剂的开发和研究提供了新思路。

来源：2024年第7期

《金属矿山》期刊编辑部

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