Ni–Zn MOF-۷۴ Coated Nickel Foam: QSPR-Validated High-Performance Electrocatalyst for Alkaline Oxygen Evolution
محل انتشار: نشریه متدهای شیمیایی، دوره: 10، شماره: 6
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 21
فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_CHM-10-6_007
تاریخ نمایه سازی: 16 تیر 1405
چکیده مقاله:
It is also critical to develop highly efficient, cost-competitive, and stable electrocatalysts that facilitate the oxygen evolution reaction (OER) to promote sustainable hydrogen production. In this work, a bimetallic nickel–zinc metal–organic framework (MOF-۷۴) was synthesized and in situ grown on nickel foam (NF) via solvothermal reaction to construct an NF-based binder-free electrode. The resultant Ni–Zn MOF-۷۴/NF exhibited optimized OER performance, with ۴۵ mA cm⁻² at ۱.۶ V versus the reversible hydrogen electrode (RHE), a small Tafel slope of ۷۲ mV dec⁻¹, and superior stability in long-term operation of ۶ hours at ۱.۵۵ V versus RHE in a ۰.۱ M KOH solution. The Ni–Zn MOF-۷۴/NF electrode shows enhanced OER activity and an increase in electrochemical surface area, indicated by ۴۰–۸۰ times higher Cdl (۲۰–۴۰ mF cm⁻²) than the bare Ni foam (۰.۴۹ mF cm⁻²). Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) provided clear evidence of a marked reduction in charge-transfer resistance and rapid electron transfer at the MOF–NF interface. In addition, quantitative structure–property relationship (QSPR) modeling was employed to establish correlations between structural parameters—void fraction (VF), framework density (ρ), and largest cavity diameter (LCD)—and accessible surface area (ASA). This model demonstrated strong predictive ability (R²_train = ۰.۹۱۵, R²_test = ۰.۹۳۲) and identified VF as significantly impacting ASA and OER performance. Synergistic incorporation of Zn altered the electronic environment around Ni centers and increased porosity, thereby enhancing the formation of high-valence Ni species and optimizing OH⁻ and O₂ desorption. This experimental–theoretical study illuminates a rational design pathway for preparing high-performance MOF-based electrocatalysts.
کلیدواژه ها:
Ni&ndash ، Zn MOF-۷۴ ، Oxygen evolution reaction Electrocatalyst ، nickel foam ، QSPR modelling ، Metal&ndash ، organic frameworks
نویسندگان
Bahaa Abd Ali-Fatlawy
Department of Analytical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
Karim Asadpour-Zeynali
New Material and Green Chemistry Research Center, Khazar University, ۴۱ Mehseti Street, Baku, AZ۱۰۹۶, Azerbaijan
Esmaeel Alipour
Department of Analytical Chemistry, Faculty of Chemistry, University of Tabriz, Tabriz, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :