MOF-derived Carbon-based Electrocatalysts Confinement Catalyst on O2 Reduction and CO2 Reduction Reactions

doi:10.7503/cjcu20210689

Abstract

Abstract:

The massive consumption of fossil fuels and the gradual deterioration of the environment urgently require the development and exploration of effective energy conversion and storage technologies. Electrochemistry is the basis and key of all kinds of energy storage and conversion devices. The design and synthesis of non-noble metal-based and non metal-based catalysts with high catalytic activity are obviously the best choice. The metal organic framework （MOF） derived carbon-based materials have the characteristics of large specific surface area and high porosity， which can selectively confine metals of different types. Therefore， MOF has a good confinement effect when used as a catalyst， which is beneficial to improve the activity and stability of the catalyst. In this review， the confinement effects of MOF-derived materials in catalytic reactions are clarified， and the latest progresses of MOF-derived carbon-based materials in oxidation reduction reaction（ORR） and CO₂ reduction reaction（CO₂RR） electrocatalysis are introduced， and the structure-activity relationships of MOF-derived carbon-based materials in electrocatalytic reactions are revealed. Finally， the challenges and opportunities faced by MOF-confined carbon-based materials in ORR and CO₂RR electrocatalysis are discussed， as well as the possible solutions in the future.

Key words: Metal organic framework, Carbon-based material, Confinement effect, Oxygen reduction reaction, CO₂ reduction reaction, Electrocatalyst

CLC Number:

O611

TrendMD:

ZHANG Xiaoyu, XUE Dongping, DU Yu, JIANG Su, WEI Yifan, YAN Wenfu, XIA Huicong, ZHANG Jianan. MOF-derived Carbon-based Electrocatalysts Confinement Catalyst on O₂ Reduction and CO₂ Reduction Reactions[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(3): 20210689.

Figures/Tables 11

Fig.1 Confinement engneering on catalytic activity(A) Schematic illustration of assembly MOFs-derived bimetallic spinel oxides CoFe2O4 nanocubes through the combination of exchange-coordination and pyrolysis[49]. Copyright 2020, Wiley-VCH. (B) Schematic illustration for the preparation of PtRu@cMOF[53]. Copyright 2021, Wiley-VCH. (C) Schematic illustration of the formation of nanochannels in the polymer membrane and subsequent confinement of the porous HKUST-1 metal-organic framework[55]. Copyright 2020, American Chemical Society.

Table 1 Summary of previously reported MOF-derived carbon-based catalysts and their application in ORR

Catalyst	Species of metals	Electrolyte	E_1/2/V （vs. RHE）	Limiting current density/（mA· cm^-2）	E_onset/V （vs. RHE）	Durability	Ref.
Co?N?GA	Nanoparticles	0.1 mol/L KOH	—	6	0.9	10000 s	［39］
Fe?NC	Nanoparticles	0.1 mol/L KOH	0.877	5.82	0.963	20000 s	［40］
20Mn?NC?second	Single atom	0.5 mol/L H₂SO₄	0.80	ca. 3.9	—	100 h	［45］
C?FeHZ₈@g?C₃N₄?950	Single atom	0.1 mol/L HClO₄	0.78	ca. 5.5	—	8000 s	［60］
Fe SAC/N?C	Single atom	0.1 mol/L KOH	0.89	ca. 5.5	—	4000 s	［61］
Fe?N?C?P/N，P?C	Single atom	0.1 mol/L HClO₄	0.80	6	1.06	—	［62］
6%Fe?N?S CNN	Single atom	0.1 mol/L KOH	0.91	ca. 5.6	—	12 h	［63］
FeNi_0.25?NC	Single atom	0.1 mol/L HClO₄	0.79	—	—	—	［64］
Co（mIm）?NC	Single atom	0.5 mol/L H₂SO₄	0.82	ca. 4	0.93	50 h	［65］
Co SAs/N?C（900）	Single atom	0.1 mol/L KOH	0.881	ca. 5.6	0.982	—	［66］
CoOx@PNC	Cluster	0.1 mol/L KOH	0.88	ca. 6.5	0.98	200 h	［67］
FeNC?S?FexC/Fe	Cluster	0.1 mol/L HClO₄	0.821	5.75	1.05	—	［68］
BTC?Co?O?Cu?BTA	Cluster	0.1 mol/L NaOH	0.95	ca. 6	1.06	—	［69］
Cu@Fe?N?C	Nanoparticles	0.1 mol/L KOH	0.892	ca. 5.52	1.01	20000 s	［70］
Co?ZnO@NC/CNT?700	Nanoparticles	0.1 mol/L KOH	0.86	ca. 5.98	0.9	25000 s	［71］

Fig.3 MOF?derived atomically dispersion metal carbon?based materials for confinement electrocatalytic ORR(A) Schematic of the preparation of the Fe-N-C-P/N,P-C; (B) LSV curves of ORR in O2-saturated 0.1 mol/L HClO4 at 1600 r/min for Fe-N-C-P/N,P-C, Fe-N-C/N-C and Pt/C; (C) ORR polarization LSV and CV curves of Fe-N-C-P/N,P-C measurement before and after 5000 potential cycles at the scan rate of 50 mV/s[62]. Copyright 2021, American Chemical Society; (D) synthesis scheme of the Fe-NC-S-Fe x C/Fe catalyst; (E) HAADF-STEM image of Fe-NC-S-Fe x C/Fe; (F) LSV curves of ORR in O2-saturated 0.1 mol/L HClO4 at 1600 r/min for different catalysts[68]. Copyright 2018, Wiley-VCH.

Fig.4 MOF?derived metal nanoparticles carbon?based materials for confinement electrocatalytic ORR[82](A) The schematic illustration of synthetic strategy of Fe doped MOF CoV@CoO nanoflakes and self-powered zinc-air battery water splitting applications; (B—D) different magnifications FESEM images of Fe doped MOF CoV@CoO nanoflakes; (E) discharge pola-rization curves and related power densities of Fe doped MOF CoV@CoO nanoflakes and Pt/C/IrO2 catalyst; (F) galvanostatic charge and discharge cycling curve at 10 mA/cm2 for Fe doped MOF CoV@CoO nanoflakes and commercial Pt/C/IrO2 catalyst. Copyright 2021, Elsevier.

Fig.5 MOF?derived nonmetallic carbon?based materials for confinement electrocatalytic ORR[84]（A） Schematic illustration of the fabrication of the N，S-co-doped nanocarbon as the electrocatalyst toward ORR；（B） TEM image of N，S-NH3-C-7；（C） bar diagrams representing the atomic concentration of four kinds of nitrogen species（left）； atomic structure of the N，S-doped nanocarbon with chemical bonding configurations of nitrogen and sulfur dopants（right）；（D） linear sweep voltammograms（LSVs） of ZIF-C（black）， NH3-C-7（blue）， N，S-NH3-C-7（red）. Copyright 2017， Royal Society of Chemistry.

Fig.6 Mechanism of CO2RR

Table 2 Summary of previously reported MOF-derived carbon-based catalysts and their application in CO2RR

Catalysis	Species of metals	Electrolyte	Product and FE （%）	Current density/（mA·cm^-2）	E/V （vs. RHE）	Durability/h	Ref.
DHPC	Single atom	0.5 mol/L KHCO₃	CO@99.5	j_COca. -5	-0.5	—	［93］
DPC?NH₃?950	Single atom	0.1 mol/L KHCO₃	CO@95.2	2.84	-0.5	24	［94］
Ni SAs/N?C	Single atom	0.5 mol/L KHCO₃	CO@71.9	10.48	-1.0	60	［95］
Co?N₂	Single atom	0.5 mol/L KHCO₃	CO@94	18.1	-0.63	—	［96］
Ni₁?N?C	Single atom	0.5 mol/L KHCO₃	CO@96.8	j_COca. 27	-0.8	10	［97］
Ni/Fe?NC	Single atom	0.5 mol/L KHCO₃	CO@98	9.5	-0.70	>30	［98］
InCuO?0.92	Nanoparticles	0.5 mol/L KHCO₃	CO@92.1	11.2	-0.8	24	［99］
PcCu?O8?Zn/CNT	Nanoparticles	0.1 mol/L KHCO₃	CO@88	—	-0.7	>10	［100］
m?Cu NPs	Nanoparticles	0.1 mol/L KHCO₃	CH₄@>50	10.9	-1.4	—	［101］

Fig.7 MOF?derived atomically dispersion metal carbon?based materials for confinement electrocatalytic CO2RR[96](A) Schematic formation process of Co-N4 and Co-N2; (B) magnified HAADF-STEM images of Co-N2 shows the atomic dispersion of Co atoms; (C) CO Faradaic efficiencies at different applied potentials; (D) catalytic stability test at -0.63 V for 60 h; (E) calculated Gibbs free energy diagrams for CO2 electroreduction to CO on Co-N2 and Co-N4. Copyright 2018, Wiley-VCH.

Fig.8 MOF?derived metal nanoparticles carbon?based materials for confinement electrocatalytic CO2RR[100](A) Schematic structure of PcCu-O8-Zn (the dashed rectangular indicates the unit cell); (B) HRTEM image of PcCu-O8-Zn sample. Scale bar: 20?nm (inset: 5?nm); (C) schematic HER and CO2RR reaction process of PcCu-O8-Zn; (D) Faradaic efficiency of CO and H2 for PcCu-O8-Zn/CNT, PcCu-O8-Cu/CNT, PcZn-O8-Zn/CNT and PcZn-O8-Cu/CNT at -0.7?V(vs. RHE); (E) amperometry (i?t) stability and the according Faradaic efficiency for CO of PcCu-O8-Zn/CNT at -0.7?V(vs. RHE) in CO2-saturated 0.1 mol/L KHCO3.Copyright 2020， Springer Nature.

Fig.9 MOF?derived nonmetallic carbon?based materials for confinement electrocatalytic CO2RR[94](A) Schematic illustration of the synthetic route and the corresponding models of ZIF-8 precursor(I), 3D N-enriched porous carbon particles(II), and 3D topologically defected porous carbon particles(III); (B) the partial charge distribution at defect sites to illustrate their high activitie, C, O, N, and H atoms are represented by gray, red, blue, and white spheres, the green atoms emphasized the penta and 585 defects; (C) Faradaic efficiencies of CO(gray) and H2(red) and the partial current of CO on DPC-NH3-950 under a range of applied potentials; (D) the calculated free-energy diagram for CO2RR at N-doped sites, penta-hole, and 585-1(3) sites, G-N, single/tri-PD-N, and single/tri-PL-N refer to graphite-N, and single or triple pyridinic-N and pyrrolic-N, respectively; (E) the CO2RR stability test of DPC-NH3-950 under the potential of -0.6 V(vs， RHE) for 24 h. Copyright 2020, Wiley-VCH.

References 45

46	Ji S.， Chen Y.， Wang X.， Zhang Z.， Wang D.， Li Y.， Chem. Rev.， 2020， 120（21）， 11900—11955
47	Liu J.， Yang D.， Zhou Y.， Zhang G.， Xing G.， Liu Y.， Ma Y.， Terasaki O.， Yang S.， Chen L.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（26）， 14473—14479
48	He T.， Chen S.， Ni B.， Gong Y.， Wu Z.， Song L.， Gu L.， Hu W.， Wang X.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2018， 57（13）， 3493—3498
49	Qin L.， Xu Z.， Zheng Y.， Li C.， Mao J.， Zhang G.， Adv. Funct. Mater.， 2020， 30（14）， 1910257
50	Yi J. D.， Si D. H.， Xie R.， Yin Q.， Zhang M. D.， Wu Q.， Chai G. L.， Huang Y. B.， Cao R.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（31）， 17108—17114
51	Dang Q.， Huang H.， Li L.， Lyu X.， Zhong S.， Yu Y.， Xu D.， Chem. Mater.， 2021， 33（14）， 5690—5699
52	Chen C.， Chen H. Z.， Qiao H. Y.， Wang K.， Xu L.， Zhang N.， Chem. J. Chinese Universities， 2016， 37（4）， 723—727（陈超，陈恒泽，乔慧颖，王凯，徐力，张宁. 高等学校化学学报， 2016， 37（4）， 723—727）
53	Park C.， Koo W. T.， Chong S.， Shin H.， Kim Y. H.， Cho H. J.， Jang J. S.， Kim D. H.， Lee J.， Park S.， Ko J.， Kim J.， Kim I. D.， Adv. Mater.， 2021， 2101216
54	Wang T. T.， Kou Z. K.， Mu S. C.， Liu J. P.， He D. P.， Amiinu I. S.， Meng W.， Zhou K.， Lou Z. X.， Cheamchuen S.， Verpoort F.， Adv. Funct. Mater.， 2018， 28（5）， 1705048
55	Usman M.， Ali M.， Al⁃Maythalony B. A.， Ghanem A. S.， Saadi O. W.， Ali M.， Jafar Mazumder M. A.， Abdel⁃Azeim S.， Habib M. A.， Yamani Z. H.， Ensinger W.， ACS Appl. Mater. Inter.， 2020， 12（44）， 49992—50001
56	Wroblowa H. S.， Yen Chi P.， Razumney G.， J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem.， 1976， 69（2）， 195—201
57	Choi C. H.， Lim H. K.， Chung M. W.， Chon G.， Ranjbar Sahraie N.， Altin A.， Sougrati M. T.， Stievano L.， Oh H. S.， Park E. S.， Luo F.， Strasser P.， Dražić G.， Mayrhofer K. J. J.， Kim H.， Jaouen F.， Energy Environ. Sci.， 2018， 11（11）， 3176—3182
58	Wang H. F.， Chen L.， Pang H.， Kaskel S.， Xu Q.， Chem. Soc. Rev.， 2020， 49（5）， 1414—1448
59	Ren Q.， Wang H.， Lu X. F.， Tong Y. X.， Li G. R.， Adv. Sci.，（Weinh）， 2018， 5（3）， 1700515
60	Deng Y.， Chi B.， Tian X.， Cui Z.， Liu E.， Jia Q.， Fan W.， Wang G.， Dang D.， Li M.， Zang K.， Luo J.， Hu Y.， Liao S.， Sun X.， Mukerjee S.， J. Mater. Chem. A， 2019， 7（9）， 5020—5030
61	Lin Y.， Liu P.， Velasco E.， Yao G.， Tian Z.， Zhang L.， Chen L.， Adv. Mater.， 2019， 31（18）， 1—9
62	Yin H.， Yuan P.， Lu B. A.， Xia H.， Guo K.， Yang G.， Qu G.， Xue D.， Hu Y.， Cheng J.， Mu S.， Zhang J. N.， ACS Catal.， 2021， 11（20）， 12754—12762
63	Jin H.， Zhou H.， He D.， Wang Z.， Wu Q.， Liang Q.， Liu S.， Mu S.， Appl. Catal. B： Environ.， 2019， 250， 143—149
64	Liu J.， Fan C.， Liu G.， Jiang L.， Appl. Surf. Sci.， 2021， 538， 148017
65	Xie X.， He C.， Li B.， He Y.， Cullen D. A.， Wegener E. C.， Kropf A. J.， Martinez U.， Cheng Y.， Engelhard M. H.， Bowden M. E.， Song M.， Lemmon T.， Li X. S.， Nie Z.， Liu J.， Myers D. J.， Zelenay P.， Wang G.， Wu G.， Ramani V.， Shao Y.， Nat. Catal.， 2020， 3（12）， 1044—1054
66	Yin P.， Yao T.， Wu Y.， Zheng L.， Lin Y.， Liu W.， Ju H.， Zhu J.， Hong X.， Deng Z.， Zhou G.， Wei S.， Li Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2016， 55（36）， 10800—10805
67	Tan Y.， Zhu W.， Zhang Z.， Wu W.， Chen R.， Mu S.， Lv H.， Cheng N.， Nano Energy， 2021， 83， 105813
68	Qiao Y.， Yuan P.， Hu Y.， Zhang J.， Mu S.， Zhou J.， Li H.， Xia H.， He J.， Xu Q.， Adv. Mater.， 2018， 30（46）， 1804504
69	Sanad M. F.， Puente Santiago A. R.， Tolba S. A.， Ahsan M. A.， Fernandez⁃Delgado O.， Shawky Adly M.， Hashem E. M.， Mahrous Abodouh M.， El⁃Shall M. S.， Sreenivasan S. T.， Allam N. K.， Echegoyen L.， J. Am. Chem. Soc.， 2021， 143（10）， 4064—4073
70	Wang Z.， Jin H.， Meng T.， Liao K.， Meng W.， Yang J.， He D.， Xiong Y.， Mu S.， Adv. Funct. Mater.， 2018， 28（39）， 1802596
71	Zhao X.， He X.， Chen B.， Yin F.， Li G.， Appl. Surf. Sci.， 2019， 487， 1049—1057
72	Fu X.， Zamani P.， Choi J. Y.， Hassan F. M.， Jiang G.， Higgins D. C.， Zhang Y.， Hoque M. A.， Chen Z.， Adv. Mater.， 2017， 29（7）， 1604456
73	Huynh M.， Ozel T.， Liu C.， Lau E. C.， Nocera D. G.， Chem. Sci.， 2017， 8（7）， 4779—4794
74	Zhang H.， Chung H. T.， Cullen D. A.， Wagner S.， Kramm U. I.， More K. L.， Zelenay P.， Wu G.， Energy Environ. Sci.， 2019， 12（8）， 2548—2558
75	Martinez U.， Komini Babu S.， Holby E. F.， Chung H. T.， Yin X.， Zelenay P.， Adv. Mater.， 2019， 31（31）， 1—20
76	Holby E. F.， Wang G.， Zelenay P.， ACS Catal.， 2020， 10（24）， 14527—14539
77	Chen Z.， Liao X.， Sun C.， Zhao K.， Ye D.， Li J.， Wu G.， Fang J.， Zhao H.， Zhang J.， Appl. Catal. B： Environ.， 2021， 288， 120021
78	Wang Y.， Gan R.， Liu H.， Dirican M.， Wei C.， Ma C.， Shi J.， Zhang X.， J. Mater. Chem. A， 2021， 9（5）， 2764—2774
79	Shi Q.， Liu Q.， Ma Y.， Fang Z.， Liang Z.， Shao G.， Tang B.， Yang W.， Qin L.， Fang X.， Adv. Energy Mater.， 2020， 10（10）， 1903854
80	Liu X.， Amiinu I. S.， Liu S.， Cheng K.， Mu S.， Nanoscale， 2016， 8（27）， 13311—13320
81	Morris R. H.， Coord. Chem. Rev.， 2017， 350， 105—116
82	Muthurasu A.， Tiwari A. P.， Chhetri K.， Dahal B.， Kim H. Y.， Nano Energy， 2021， 88， 106238
83	Zhu Y.， Zhang Z.， Li W.， Lei Z.， Cheng N.， Tan Y.， Mu S.， Sun X.， ACS Sustain. Chem. Eng.， 2019， 7（21）， 17855—17862
84	Song Z.， Liu W.， Cheng N.， Norouzi Banis M.， Li X.， Sun Q.， Xiao B.， Liu Y.， Lushington A.， Li R.， Liu L.， Sun X.， Mater. Horizons， 2017， 4（5）， 900—907
85	Yang Q.， Xiao Z.， Kong D.， Zhang T.， Duan X.， Zhou S.， Niu Y.， Shen Y.， Sun H.， Wang S.， Zhi L.， Nano Energy， 2019， 66， 104096
86	Zheng T.， Jiang J.， Wang J.， Hu S.， Ding W.， Wei Z.， Acta Phys. Chim. Sin.， 2021， 37（11）， 101—113
87	Zhang Z.， Ma C.， Tu Y.， Si R.， Wei J.， Zhang S.， Wang Z.， Li J. F.， Wang Y.， Deng D.， Nano Research， 2019， 12（9）， 2313—2317
88	Lee S.， Kim D.， Lee J.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2015， 54（49）， 14701—14705
89	Birdja Y. Y.， Pérez⁃Gallent E.， Figueiredo M. C.， Göttle A. J.， Calle⁃Vallejo F.， Koper M. T. M.， Nat. Energy， 2019， 4（9）， 732—745
90	Benson E. E.， Kubiak C. P.， Sathrum A. J.， Smieja J. M.， Chem. Soc. Rev.， 2009， 38（1）， 89—99
91	Zhang Y. J.， Sethuraman V.， Michalsky R.， Peterson A. A.， ACS Catal.， 2014， 4（10）， 3742—3748
92	Hori Y.， Electrochemical CO2 Reduction on Metal Electrodes. In Modern Aspects of Electrochemistry， Ed.： Vayenas C. G.， White R. E.， Gamboa⁃Aldeco M. E.， Springer， New York， 2008， 89—189
93	Wu Q.， Gao J.， Feng J.， Liu Q.， Zhou Y.， Zhang S.， Nie M.， Liu Y.， Zhao J.， Liu F.， Zhong J.， Kang Z.， J. Mater. Chem. A， 2020， 8（3）， 1205—1211
94	Dong Y.， Zhang Q.， Tian Z.， Li B.， Yan W.， Wang S.， Jiang K.， Su J.， Oloman C. W.， Gyenge E. L.， Ge R.， Lu Z.， Ji X.， Chen L.， Adv. Mater.， 2020， 32（28）， 1—10
95	Zhao C.， Dai X.， Yao T.， Chen W.， Wang X.， Wang J.， Yang J.， Wei S.， Wu Y.， Li Y.， J. Am. Chem. Soc.， 2017， 139（24）， 8078—8081
96	Wang X.， Chen Z.， Zhao X.， Yao T.， Chen W.， You R.， Zhao C.， Wu G.， Wang J.， Huang W.， Yang J.， Hong X.， Wei S.， Wu Y.， Li Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2018， 57（7）， 1944—1948
97	Jiao L.， Yang W.， Wan G.， Zhang R.， Zheng X.， Zhou H.， Yu S. H.， Jiang H. L.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2020， 59（46）， 20589—20595
98	Ren W.， Tan X.， Yang W.， Jia C.， Xu S.， Wang K.， Smith S. C.， Zhao C.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（21）， 6972—6976
99	Guo W.， Sun X.， Chen C.， Yang D.， Lu L.， Yang Y.， Han B.， Green Chem.， 2019， 21（3）， 503—508
100	Zhong H.， Ghorbani⁃Asl M.， Ly K. H.， Zhang J.， Ge J.， Wang M.， Liao Z.， Makarov D.， Zschech E.， Brunner E.， Weidinger I. M.， Zhang J.， Krasheninnikov A. V.， Kaskel S.， Dong R.， Feng X.， Nat. Commun.， 2020， 11（1）， 1409
101	Kim M. K.， Kim H. J.， Lim H.， Kwon Y.， Jeong H. M.， Electrochim. Acta， 2019， 306， 28—34
102	Wang A.， Li J.， Zhang T.， Nature Reviews Chemistry， 2018， 2（6）， 65—81
103	Yang X. F.， Wang A.， Qiao B.， Li J.， Liu J.， Zhang T.， Acc. Chem. Res.， 2013， 46（8）， 1740—1748
104	Liu L.， Corma A.， Chem. Rev.， 2018， 118（10）， 4981—5079
105	Qin R.， Liu P.， Fu G.， Zheng N.， Small Methods， 2018， 2（1）， 1700286
106	Chen Y.， Ji S.， Zhao S.， Chen W.， Dong J.， Cheong W. C.， Shen R.， Wen X.， Zheng L.， Rykov A. I.， Cai S.， Tang H.， Zhuang Z.， Chen C.， Peng Q.， Wang D.， Li Y.， Nat. Commun.， 2018， 9（1）， 5422
107	Wei S.， Wang Y.， Chen W.， Li Z.， Cheong W. C.， Zhang Q.， Gong Y.， Gu L.， Chen C.， Wang D.， Peng Q.， Li Y.， Chem. Sci.， 2019， 11（3）， 786—790
108	Yoo M.， Yu Y. S.， Ha H.， Lee S.， Choi J. S.， Oh S.， Kang E.， Choi H.， An H.， Lee K. S.， Park J. Y.， Celestre R.， Marcus M. A.， Nowrouzi K.， Taube D.， Shapiro D. A.， Jung W.， Kim C.， Kim H. Y.， Energy Environ. Sci.， 2020， 13（4）， 1231—1239
109	Mohd Adli N.， Shan W.， Hwang S.， Samarakoon W.， Karakalos S.， Li Y.， Cullen D. A.， Su D.， Feng Z.， Wang G.， Wu G.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（2）， 1022—1032
110	Nam D. H.， De Luna P.， Rosas⁃Hernández A.， Thevenon A.， Li F.， Agapie T.， Peters J. C.， Shekhah O.， Eddaoudi M.， Sargent E. H.， Nat. Mater.， 2020， 19（3）， 266—276
111	Jampaiah D.， Damma D.， Chalkidis A.， Venkataswamy P.， Bhargava S. K.， Reddy B. M.， Catal. Today， 2020， 356， 519—526
112	Zhang X.， Xie X. L.， Xiong L. K.， Peng Y.， Chem. J. Chinese Universities， 2021， 42（9）， 2824—2831（张想，谢旭岚，熊力堃，彭扬. 高等学校化学学报， 2021， 42（9）， 2824—2831）
113	Dong H.， Zhang L.， Li L.， Deng W.， Hu C.， Zhao Z. J.， Gong J.， Small， 2019， 15（17）， 1900289
114	Jiao Y.， Zheng Y.， Jaroniec M.， Qiao S. Z.， J. Am. Chem. Soc.， 2014， 136（11）， 4394—4403
115	Zhang L.， Niu J.， Li M.， Xia Z.， J. Phys. Chem. C， 2014， 118（7）， 3545—3553
1	Li W.， Wang D.， Zhang Y.， Tao L.， Wang T.， Zou Y.， Wang Y.， Chen R.， Wang S.， Adv. Mater.， 2020， 32（19）， 1—20
2	Tang L.， Meng X.， Deng D.， Bao X.， Adv. Mater.， 2019， 31（50）， 1—16
116	Pei Z.， Li H.， Huang Y.， Xue Q.， Huang Y.， Zhu M.， Wang Z.， Zhi C.， Energy Environ. Sci.， 2017， 10（3）， 742—749
117	Pei Z.， Meng Q.， Wei L.， Fan J.， Chen Y.， Zhi C.， Energy Storage Mater.， 2020， 28， 55—63
118	Zhao J.， Lai H.， Lyu Z.， Jiang Y.， Xie K.， Wang X.， Wu Q.， Yang L.， Jin Z.， Ma Y.， Liu J.， Hu Z.， Adv. Mater.， 2015， 27（23）， 3541—3545
3	Banham D.， Kishimoto T.， Zhou Y.， Sato T.， Bai K.， Ozaki J. I.， Imashiro Y.， Ye S.， Sci. Adv.， 2018， 4（3）， 1—8
4	Lin L.， Liu T.， Xiao J.， Li H.， Wei P.， Gao D.， Nan B.， Si R.， Wang G.， Bao X.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2020， 59（50）， 22408—22413
119	Jia Y.， Zhang L.， Zhuang L.， Liu H.， Yan X.， Wang X.， Liu J.， Wang J.， Zheng Y.， Xiao Z.， Taran E.， Chen J.， Yang D.， Zhu Z.， Wang S.， Dai L.， Yao X.， Nat. Catal.， 2019， 2（8）， 688—695
120	Wang Q.， Lei Y.， Wang D.， Li Y.， Energy Environ. Sci.， 2019， 12（6）， 1730—1750
5	Lee J. W.， Torres Pineda I.， Lee J. H.， Kang Y. T.， Appl. Energy， 2016， 178， 164—176
6	Jiao L.， Seow J. Y. R.， Skinner W. S.， Wang Z. U.， Jiang H. L.， Mater. Today， 2019， 27， 43—68
7	Nam D. H.， Bushuyev O. S.， Li J.， De Luna P.， Seifitokaldani A.， Dinh C. T.， Garcia de Arquer F. P.， Wang Y.， Liang Z.， Proppe A. H.， Tan C. S.， Todorovic P.， Shekhah O.， Gabardo C. M.， Jo J. W.， Choi J.， Choi M. J.， Baek S. W.， Kim J.， Sinton D.， Kelley S. O.， Eddaoudi M.， Sargent E. H.， J. Am. Chem. Soc.， 2018， 140（36）， 11378—11386
8	Li X.， You S.， Du J.， Dai Y.， Chen H.， Cai Z.， Ren N.， Zou J.， J. Mater. Chem. A， 2019， 7（45）， 25853—25864
9	Song Z.， Zhang L.， Doyle‐Davis K.， Fu X.， Luo J. L.， Sun X.， Adv. Energy Mater.， 2020， 10（38）， 2001561
10	Srinivas K.， Lu Y.， Chen Y.， Zhang W.， Yang D.， ACS Sustain. Chem. Eng.， 2020， 8（9）， 3820—3831
11	Sankar S. S.， Ede S. R.， Anantharaj S.， Karthick K.， Sangeetha K.， Kundu S.， Catal. Sci. Technol.， 2019， 9（8）， 1847—1856
12	Xing Z.， Wang D.， Meng T.， Yang X.， ACS Appl. Mater. Interfaces， 2020， 12（35）， 39163—39169
13	Cui X.， Ren P.， Ma C.， Zhao J.， Chen R.， Chen S.， Rajan N. P.， Li H.， Yu L.， Tian Z.， Deng D.， Adv. Mater.， 2020， 32（25）， 1—7
14	Yang M.， Zhou Y. N.， Cao Y. N.， Tong Z.， Dong B.， Chai Y. M.， Appl. Mater. Today， 2020， 20， 100692
15	Zhang J.， Liu C.， Zhang B.， Small Methods， 2019， 3（9）， 1800481
16	Zhu Y.， Murali S.， Cai W.， Li X.， Suk J. W.， Potts J. R.， Ruoff R. S.， Adv. Mater.， 2010， 22（35）， 3906—3924
17	Tang T.， Jiang W. J.， Liu X. Z.， Deng J.， Niu S.， Wang B.， Jin S. F.， Zhang Q.， Gu L.， Hu J. S.， Wan L. J.， J. Am. Chem. Soc.， 2020， 142（15）， 7116—7127
18	He C.， Zhang Y.， Zhang Y.， Zhao L.， Yuan L. P.， Zhang J.， Ma J.， Hu J. S.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2020， 59（12）， 4914—4919
19	Zhang J.， Jiang W. J.， Niu S.， Zhang H.， Liu J.， Li H.， Huang G. F.， Jiang L.， Huang W. Q.， Hu J. S.， Hu W.， Adv. Mater.， 2020， 32（11）， 1—15
20	Choi I.， Jung Y. E.， Yoo S. J.， Kim J. Y.， Kim H. J.， Lee C. Y.， Jang J. H.， J. Electrochem. Sci. Te.， 2017， 8（1）， 61—68
21	Furukawa H.， Cordova K. E.， O'Keeffe M.， Yaghi O. M.， Science， 2013， 341（6149）， 1230444
22	Deng H.， Grunder S.， Cordova K. E.， Valente C.， Furukawa H.， Hmadeh M.， Gandara F.， Whalley A. C.， Liu Z.， Asahina S.， Kazumori H.， O'Keeffe M.， Terasaki O.， Stoddart J. F.， Yaghi O. M.， Science， 2012， 336（6084）， 1018—1023
23	Gascon J.， Corma A.， Kapteijn F.， Llabrés i Xamena F. X.， ACS Catal.， 2013， 4（2）， 361—378
24	Vilhelmsen L. B.， Walton K. S.， Sholl D. S.， J. Am. Chem. Soc.， 2012， 134（30）， 12807—12816
25	Ma Y.， Peng H.， Liu J.， Wang Y.， Hao X.， Feng X.， Khan S. U.， Tan H.， Li Y.， Inorg. Chem.， 2018， 57（7）， 4109—4116
26	Zhu Q. L.， Xu Q.， Chem. Soc. Rev.， 2014， 43（16）， 5468—5512
27	Jiang J.， Yaghi O. M.， Chem. Rev.， 2015， 115（14）， 6966—6997
28	Kobayashi H.， Mitsuka Y.， Kitagawa H.， Inorg. Chem.， 2016， 55（15）， 7301—7310
29	Yang Q.， Xu Q.， Jiang H. L.， Chem. Soc. Rev.， 2017， 46（15）， 4774—4808
30	McCarthy B. D.， Beiler A. M.， Johnson B. A.， Liseev T.， Castner A. T.， Ott S.， Coord. Chem. Rev.， 2020， 406， 213137
31	Wen J.， Li Y.， Gao J.， Chem. Res. Chinese Universities， 2020， 36（4）， 662—679
32	Lei J.， Zeng M.， Fu L.， Chem. Res. Chinese Universities， 2020， 36（4）， 504—510
33	Shi X. F.， Zhu J.， Bai T. Y.， Fu Z. X.， Zhang J. J.， Bu X. H.， Chem. J. Chinese Universities， 2022， 43（1）， 20210613（史潇凡，朱剑，白田宇，付子萱，张冀杰，卜显和. 高等学校化学学报， 2022， 43（1）， 20210613）
34	Jin E.， Song K. X.， Cui L. L.， Chem. J. Chinese Universities， 2020， 41（6）， 1362—1369（金娥，宋开绪，崔丽莉. 高等学校化学学报，2020， 41（6）， 1362—1369）
35	Han X.， Ling X.， Wang Y.， Ma T.， Zhong C.， Hu W.， Deng Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2019， 58（16）， 5359—5364
36	He Y.， Shi Q.， Shan W.， Li X.， Kropf A. J.， Wegener E. C.， Wright J.， Karakalos S.， Su D.， Cullen D. A.， Wang G.， Myers D. J.， Wu G.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2021， 60（17）， 9516—9526
37	Fang S.， Zhu X.， Liu X.， Gu J.， Liu W.， Wang D.， Zhang W.， Lin Y.， Lu J.， Wei S.， Li Y.， Yao T.， Nat. Commun.， 2020， 11（1）， 1029
38	Zhou H.， He D.， Saana A. I.， Yang J.， Wang Z.， Zhang J.， Liang Q.， Yuan S.， Zhu J.， Mu S.， Nanoscale， 2018， 10（13）， 6147—6154
39	Zhu Z.， Yang Y.， Guan Y.， Xue J.， Cui L.， J. Mater. Chem. A， 2016， 4（40）， 15536—15545
40	Wang Y.， Pan Y.， Zhu L.， Yu H.， Duan B.， Wang R.， Zhang Z.， Qiu S.， Carbon， 2019， 146， 671—679
41	Jia Y.， Chen J.， Yao X.， Mater. Chem. Front.， 2018， 2（7）， 1250—1268
42	Jia Y.， Zhang L.， Du A.， Gao G.， Chen J.， Yan X.， Brown C. L.， Yao X.， Adv. Mater.， 2016， 28（43）， 9532—9538
43	Wang J.， Huang Z.， Liu W.， Chang C.， Tang H.， Li Z.， Chen W.， Jia C.， Yao T.， Wei S.， Wu Y.， Li Y.， J. Am. Chem. Soc.， 2017， 139（48）， 17281—17284
44	Chen Y.， Ji S.， Wang Y.， Dong J.， Chen W.， Li Z.， Shen R.， Zheng L.， Zhuang Z.， Wang D.， Li Y.， Angew. Chem. Int. Ed.， 2017， 56（24）， 6937—6941
45	Li J.， Chen M.， Cullen D. A.， Hwang S.， Wang M.， Li B.， Liu K.， Karakalos S.， Lucero M.， Zhang H.， Lei C.， Xu H.， Sterbinsky G. E.， Feng Z.， Su D.， More K. L.， Wang G.， Wang Z.， Wu G.， Nat. Catal.， 2018， 1（12）， 935—945

[1]	FAN Jianling, TANG Hao, QIN Fengjuan, XU Wenjing, GU Hongfei, PEI Jiajing, CEHN Wenxing. Nitrogen Doped Ultra-thin Carbon Nanosheet Composited Platinum-ruthenium Single Atom Alloy Catalyst for Promoting Electrochemical Hydrogen Evolution Process [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(9): 20220366.
[2]	CHENG Qian, YANG Bolong, WU Wenyi, XIANG Zhonghua. S-doped Fe-N-C as Catalysts for Highly Reactive Oxygen Reduction Reactions [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(9): 20220341.
[3]	CHU Yuyi, LAN Chang, LUO Ergui, LIU Changpeng, GE Junjie, XING Wei. Single-atom Cerium Sites Designed for Durable Oxygen Reduction Reaction Catalyst with Weak Fenton Effect [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(9): 20220294.
[4]	LI Yulong, XIE Fating, GUAN Yan, LIU Jiali, ZHANG Guiqun, YAO Chao, YANG Tong, YANG Yunhui, HU Rong. A Ratiometric Electrochemical Sensor Based on Silver Ion Interaction with DNA for the Detection of Silver Ion [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220202.
[5]	DING Yang, WANG Wanhui, BAO Ming. Recent Progress in Porous Framework-immobilized Molecular Catalysts for CO₂Hydrogenation to Formic Acid [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(7): 20220309.
[6]	JIANG Hongbin, DAI Wenchen, ZHANG Rao, XU Xiaochen, CHEN Jie, YANG Guang, YANG Fenglin. Research on Co₃O₄/UiO-66@α-Al₂O₃ Ceramic Membrane Separation and Catalytic Spraying Industry VOCs Waste Gas [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(6): 20220025.
[7]	LI Jiafu, ZHANG Kai, WANG Ning, SUN Qiming. Research Progress of Zeolite-encaged Single-atom Metal Catalysts [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220032.
[8]	GU Yu, XI Baojuan, LI Jiangxiao, XIONG Shenglin. Structure Regulation of Single-atom Catalysts in Oxygen Reduction Reactions [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220036.
[9]	JIN Xiangyuan, ZHANG Libing, SUN Xiaofu, HAN Buxing. Electrocatalytic CO₂ Reduction over Single-atom Catalysts [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220035.
[10]	WONG Honho, LU Qiuyang, SUN Mingzi, HUANG Bolong. Rational Design of Graphdiyne-based Atomic Electrocatalysts： DFT and Self-validated Machine Learning [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(5): 20220042.
[11]	ZHOU Ying, HE Peinan, FENG Haisong, ZHANG Xin. Optimal Distribution of Active Sites of CO₂ Reduction Reaction Catalyzed by Diatomic Site M-N-C [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(2): 20210640.
[12]	HE Yujing, LI Jiale, WANG Dongyang, WANG Fuling, XIAO Zuoxu, CHEN Yanli. Zinc-based Activated Fe/Co/N Doped Biomass Carbon Electrocatalysts with High Oxygen Reduction Activity [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220475.
[13]	WU Yaqiang, LIU Siming, JIN Shunjin, YAN Yongqing, WANG Zhao, CHEN Lihua, SU Baolian. Synthesis of Zn-Doped NiCoP Catalyst with Porous Double-layer Nanoarray Structure and Its Electrocatalytic Properties for Hydrogen Evolution [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2483.
[14]	CHANG Shuqing, XIN Xu, HUANG Yaqi, ZHANG Xincong, FU Yanghe, ZHU Weidong, ZHANG Fumin, LI Xiaona. Pyroelectrically-induced Catalytic Performance of Zr-based MOF Under Cold-hot Alternation [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2558.
[15]	YANG Tao, YAO Huiying, LI Qing, HAO Wei, CHI Lifeng, ZHU Jia. Density Functional Theoretical Studies on the Promising Electrocatalyst of M-BHT（M=Co or Cu） for CO₂ Reduction to CH₄ [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(4): 1268.

MOF-derived Carbon-based Electrocatalysts Confinement Catalyst on O₂ Reduction and CO₂ Reduction Reactions

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