Ni掺杂ZIF-65复合材料的制备及其电催化析氧性能

赵志敏 丁佳卫 段慧宇 朱荣妹 庞 欢

(扬州大学化学化工学院，扬州 225009)

0 引 言

随着人类生产与生活的发展，能源供求已经难以满足现代社会高速发展的需求。现有能源的开发与转化以及由此带来的环境问题日益严峻，这促使科学家们致力于开发新的绿色、经济、可持续的替代能源。在众多生产清洁高效能源的方式中，析氧反应(oxygen evolution reaction，OER)的电催化技术起着关键的作用，并在电化学应用中具有实际意义。OER是一个四电子-质子耦合反应，由于步骤繁冗以及其动力学上的阻碍，要实现其反应速率的提高，需要高效的催化剂[1]。二氧化钌、二氧化铱可以高效地加速OER反应[2-4]，虽然它们性能优良，但其高昂的价格与较低的储量极大地限制了它们在工业上的广泛应用。为了解决这一问题，科研工作者深入研究了各种非贵金属催化剂，比如过渡金属氧化物、氢氧化物、碳纳米材料、金属有机骨架(metal-organic framework，MOF)及其衍生物等[5-10]。

沸石咪唑酯骨架结构材料 (zeolitic imidazolate framework，ZIF)作为金属有机骨架材料的一类重要分支，它的高比表面积、超高孔隙率以及结构的可调节[11-12]使其不论是在存储还是催化等领域都以压倒性的优势成为近些年兴起的热门材料，被广泛地应用于各大领域，例如催化、储能、选择性检测等[13-15]。

实验和理论结果证实，金属离子的掺杂对于材料的性能有增强作用，Yin等提出将铁加入到钴氧化物多孔纳米板中以达到协同辅助蚀刻[16]。这种增强作用可能是由于铁精确地掺入到钴氧化物基体中，调节了电子结构，使过量中间体具有良好的吸收能，并形成更多的氧空位，从而获得良好的动力学和高OER性能。……