【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240008
A novel Cu-based composite with unique three-dimensional (3D) nanoflower-like morphology and mesoporous structure (abbreviated as Cu-NF) was developed, using zeolitic imidazolate framework-67 (ZIF-67) as precursor via facile Cu ion etching, followed by low-temperature calcination strategy. The mass ratio of Cu2+ to ZIF-67 played a key role in morphology control. Additionally, low-temperature calcination changed the chemical components of the active sites and improved the porosity for mass transportation with the original morphology preserved. Sample Cu-NF-300, calcined at 300 ℃ displayed the best oxygen evolution reaction (OER) performance among all the samples, with a small overpotential of 347 mV in 1.0 mol·L-1 KOH and a low Tafel slope of 93 mV·dec-1 for OER. Significant improvement in the electrochemical activity is attributed to the 3D superstructure and low-temperature calcination activation, which offer a simple synthetic strategy for the fabrication of Cu-based electrocatalysts for OER.
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202308045
尿素电解对于发展可持续、清洁的能源转化技术,以应对全球能源短缺和环境问题的挑战具有重要意义。因此,设计有效的尿素氧化电催化剂,深入了解中心金属离子的电子环境,对实现高性能的尿素基能量转换技术具有重要意义。在本文中,我们成功合成了分层结构的Ni2P纳米片@纳米棒,简称P-Ni2P HNNs,作为能够提高尿素氧化反应效率的高效电催化剂。这一催化剂的设计采用了水解共沉淀-氧化工艺和磷取代法。X射线吸收精细结构谱分析表明,P-Ni2P HNNs具有较高的尿素氧化电化学活性,其中Nin+金属的电子结构能够增强Ni―O―O键的耦合,从而提高了尿素氧化反应的动力学性能。由于Nin+金属活性中心以及结构的巧妙设计,P-Ni2P HNNs表现出卓越的尿素氧化反应活性和稳定性。在10 mA∙cm−2时,其过电位低至132 mV,Tafel斜率为33.7 mV∙dec−1,同时在10 mA∙cm−2时的稳定性可达6 h。此外,采用P-Ni2P HNNs-2/NF作为阳极组装成尿素电解电池。该装置在10 mA∙cm−2时获得1.411 V的低电位,在1.595 V时可达100 mA∙cm−2的高电流密度。本研究提供了一种有效可行的方法,用于设计高效的镍基磷化催化剂,有望推动磷化物在各种能源相关应用方面的进一步研究。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250186
超级电容器是一种高效的电化学储能器件,电极材料是影响其性能的关键因素。近年来,金属有机骨架(MOF)材料由于其独特的结构和性质,成为提升超级电容器性能的理想选择。特别是镍基金属有机骨架(Ni-MOF)材料,因其良好的稳定性和适宜的反应电位,表现出优异的电化学储能性能。然而,该材料在实际应用中仍面临一些问题,并通过材料复合或衍生化处理,有望进一步提升其电化学性能。本文综述了Ni-MOF及其复合物、衍生物在超级电容器中的应用,为高性能储能设备的开发提供了新的思路。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250250
金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由有机配体和金属离子/金属簇组成的结晶多孔材料,其独特的物理、化学和生物学特征使其成为优秀的药物递送载体平台,在脑胶质瘤的治疗中发挥着重要作用。本文综述了基于不同种类MOFs在胶质瘤治疗中的最新研究进展,重点介绍了其在促进药物穿透血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)、实现靶向递送、药物控释以及多种药物联合治疗等方面的应用,以期为MOFs在胶质瘤治疗中的进一步应用与推广提供参考。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250383
In the context of the global energy transition, lithium-ion batteries have emerged as the predominant energy storage technology. However, their fast-charging capabilities continue to be limited by challenges such as lithium dendrite formation, electrode volume expansion, and interfacial instability. Metal-organic frameworks (MOFs) offer promising opportunities to improve battery performance owing to their high specific surface area, tunable pore architectures, and abundant redox-active sites. Their ordered porous structure not only promotes efficient ion transport and electrolyte penetration but also enables the incorporation of numerous active sites through precise structural design. This review systematically outlines recent progress in the use of MOFs and their derivatives for fast-charging lithium-ion batteries, with a focus on their applications in electrode materials and critical battery components, as well as the associated enhancement mechanisms. It aims to provide guidance for the design and development of high-performance MOF-based materials for fast-charging batteries.
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20260035
水系多价金属离子电池是基于水系电解液,通过多价金属离子在电极材料中嵌入/脱出工作的新型储能设备。该类电池兼具高安全性、高离子电导率和高理论容量等显著优势,近年来受到广泛关注。然而,多价金属离子具有较高的电荷密度,导致其在水系电解液中具有较高的去溶剂化能垒,而且其在正极材料中的固相扩散又面临动力学扩散障碍,这严重限制了其电化学性能与进一步发展。针对上述面临的关键挑战,开发具有快速离子传输通道的正极材料至关重要。在众多候选材料中,普鲁士蓝类似物(PBAs)由于具有开放的三维框架结构、可调的氧化还原活性中心及易于规模化制备等特点,被广泛应用于水系多价金属离子电池正极。然而,PBAs在实际应用中仍面临导电性不佳和结构稳定性不足等挑战。针对这些问题,当前研究主要通过构筑多金属活性位点、与高导电材料复合等手段,优化PBAs的电荷传输动力学与结构稳定性。本文系统综述了PBA基复合材料的合理设计策略及其在水系多价金属离子电池正极中的应用,为高性能储能设备的开发提供具有参考价值的研究思路。
