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過渡金屬硫化物(TMS)是具有良好性能的析氧反應(OER)電催化劑。開發新的策略來提高 TMS的電化學性能具有重要意義。

近日，華東師范大學余承忠、劉超等制備了一種獨特的類似“吃豆人”的鈦摻雜硫化鈷中空超結構(Ti-CoS_xHSS)作為OER電催化劑，該催化劑具有優異的電催化OER性能。

研究人員通過使用NH₂-MIL-125@ZIF-67 MOF-MOF異質結構作為前體，通過順序硫化工藝合成了類似“吃豆人”的Ti摻雜CoS_x中空超結構。

由于由互連的納米籠和摻雜Ti的CoS_x組成的復雜超結構，Ti-CoS_x空心超結構表現出增強的物質和電子轉移，并且擴大活性位點暴露，提高了催化劑的電化學活性和穩定性。

在1.0 M KOH溶液中，Ti-CoS_x HSS在10 mA cm^-2電流密度下的OER過電位為249 mV，Tafel斜率為45.5 mV dec^-1，性能與許多報道的金屬硫化物和鈦改性金屬氧化物/氫氧化物基電催化劑相當甚至更高。

另外，Ti-CoS_x HSS在10 mA cm^-2電流密度下能個連續運行24個小時，僅有約5.8%的電流損失，遠小于RuO₂的33.4%的值。該工作提出了一種新的合成策略，為構建精心設計的具有復雜結構的MOF衍生物鋪平了道路。

A Pacman-Like Titanium-Doped Cobalt Sulfide Hollow Superstructure for Electrocatalytic Oxygen Evolution. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202103106

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