天津工業(yè)大學(xué)梅東海教授課題組對于ZIF衍生碳材料（ZDCs）在氧氣還原反應(yīng)中應(yīng)用的最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述，作者系統(tǒng)介紹了影響ZDCs氧還原性能的關(guān)鍵因素，包括合成方法、ZDC的顆粒尺寸/形貌，以及金屬中心種類及其配位環(huán)境等，并對基于ZDCs材料開發(fā)高性能氧還原催化劑的未來機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望。
眾所周知，氧還原反應(yīng)（ORR）的緩慢動力學(xué)是低溫燃料電池、金屬-空氣電池等電化學(xué)能源儲存與轉(zhuǎn)化技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。因此，開發(fā)活性、耐久且具有成本效益的ORR催化劑是研究人員面臨的重要挑戰(zhàn)。在各種非貴金屬催化劑（NPMCs）中，近年來，以沸石咪唑酸鹽框架（ZIF）為前驅(qū)體制備的碳材料引起了廣泛關(guān)注。這些材料具有顯著特點，如高比表面積、豐富的多孔性、可調(diào)控的化學(xué)/電子結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的ORR活性。在某些情況下，它們甚至優(yōu)于最先進(jìn)的鉑基的ORR催化劑。鑒于ZIF衍生碳材料在ORR領(lǐng)域的快速發(fā)展，天津工業(yè)大學(xué)梅東海教授團(tuán)隊對該領(lǐng)域的最新進(jìn)展進(jìn)行了綜述。 在本綜述中，作者首先對ZIFs和ZIF衍生碳材料的歷史發(fā)展、結(jié)構(gòu)特征和典型合成方法進(jìn)行了簡明介紹。隨后，全面概述了ZDCs開發(fā)中的最新進(jìn)展，總結(jié)了在合成過程中影響ORR活性的關(guān)鍵因素。然后，文章重點介紹了關(guān)于ZDCs結(jié)構(gòu)方面（包括尺寸、形狀/尺寸和粒子形態(tài)）與其對ORR性能影響之間構(gòu)效關(guān)系的最新機(jī)理。此外，作者概述了ZIF衍生碳內(nèi)活性位點結(jié)構(gòu)工程的調(diào)控方法，并系統(tǒng)介紹了識別、量化和活性位點結(jié)構(gòu)工程的典型策略。接著，展示了ZDCs在低溫燃料電池和金屬空氣電池中的應(yīng)用實例。最后，文章討論了ZIF衍生碳應(yīng)用于氧還原反應(yīng)過程中潛在的的挑戰(zhàn)、前景，并提供了優(yōu)化ZIF衍生碳在ORR應(yīng)用中催化效率的指導(dǎo)原則。 論文信息 Recent Progress in ZIF-Derived Carbons for Enhanced Oxygen Reduction Reaction Electrocatalysis Liu-Liu Shen, Cong Yong, Yipu Xu, Peiran Wu, Prof. Gui-Rong Zhang, Prof. Donghai Mei ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202301379
