陕西师大翟全国AM：导电MOF/LDH杂纳米树催化剂用于碱性介质中高效整体水分解

合理开发高效、廉价、耐用的电催化剂是高效分解水的关键，其中利用共轭导电金属有机骨架（cMOFs）与多组分层状双氢氧化物（LDHs）构建双功能异质结构催化剂被认为是一种有效但复杂的策略。

基于此，陕西师范大学翟全国教授（通讯作者）等人报道了通过可控接枝生长策略制备了一种具有单原子分散钌（Ru）位点的导电cMOF/LDH负载的异质纳米树阵列催化剂（CoNiRu-NT）。

通过在一维（1D）线状CoNiRu-LDH纳米线上接枝生长二维（2D）柔性导电MOF，作者成功合成了这种独特的异质纳米树结构。在异质结构生长过程中，由于强烈的螯合/络合效应，来自连接体的丰富胺基团抓住并锚定了异质纳米树表面上的单分散金属位点。

特别是氧化还原单元-NH₂和Ru络合物离子之间的相互作用越强，形成的Ru-N₄基团越多。竞争协调效应确保Ru原子被限制在cMOF分支中而不会聚集，从而最大限度地利用Ru位点。

此外，单分散和还原的Ru部分促进了H₂O的吸附和解离，cMOF和LDH之间的异质界面进一步改变了化学和电子结构。

优化后的CoNiRu-NT在碱性介质中的电化学水分解性能显著提高，在电流密度为10mA cm^-2下，析氢反应（HER）和析氧反应（OER）的过电位分别为22 mV和255 mV。在实际的电化学系统中，CoNiRu-NT在1.47 V的低电池电压下驱动水分解，电流密度达到了10 mA cm^-2，与纯贵金属基催化剂性能相当，并优于大多数报道的MOF-基催化剂。

Competitive Coordination-Oriented Monodispersed Ruthenium Sites in Conductive MOF/LDH Hetero-Nanotree Catalysts for Efficient Overall Water Splitting in Alkaline Media. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202107488.

https://doi.org/10.1002/adma.202107488.