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中科院福建物构所:开发新反应器解决能源领域催化剂难题

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金属有机骨架化合物(MOFs),是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接,形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。

此前的研究表明,金属结点与有机配体严格组装形成的金属-有机骨架(MOFs)材料已被证明是制备各种纳米催化剂的理想前驱体。

但是,MOFs自模板法衍生的碳骨架普遍继承了前驱体的微孔结构特点,严重限制了其内部金属活性位点的可利用性,并阻碍了催化过程中的传质作用。

为了解决这个问题,中科院福建物构所结构化学国家重点实验室的朱起龙研究员与日本产业技术综合研究所的徐强教授合作,制造了具有有序等级孔超结构的Ru/N掺杂纳米多孔碳(Ru/OMSNNC)微-纳反应器。

该反应器具有高度有序的超结构碳壁,粒径仅为1.8 nm的Ru团簇均匀地分布在碳壁上。

凭借这一结构优势,该反应器在不同pH电解液中均展示出超高的析氢反应(HER)性能,其质量活性比商业Pt/C高出一个数量级。

福建物构所在新闻稿中表示,“该工作为开发可用于未来能源领域的高性能HER催化剂以及其它先进催化材料提供了新的思路;同时也进一步认识了HER过程,为提升HER整体性能提供了实验与理论支持。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://dx.doi.org/10.1002/adma.202006965


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