Progress on Preparation and Electrocatalytic Application of Hollow MOFs

doi:10.7503/cjcu20220666

Abstract

Abstract:

Water splitting， metal-air batteries and fuel cells are energy conversion technologies that are critical to solving future energy crises and environmental problems. The oxygen reduction reaction（ORR）， oxygen release reaction（OER） and hydrogen release reaction（HER）， as the core reactions， have the problem of slow kinetic speed， so it is of great significance to develop efficient non-noble metal electrocatalysts. Metal-organic frameworks（MOFs） have attracted more and more attention in different applications due to their highly tunable compositions and porous crystal structures. And hollow MOFs have the advantages of highly adjustable composition and structure of MOFs， as well as the advantages of hollow structure nanomaterials， such as faster transmission quality， more abundant porosity， rich active components， more exposed active sites， and better compatibility with harsh conditions， etc.， and show great potential applications in the field of electricity catalysis. In this paper， the preparation of hollow MOFs based structural materials and their research progress in electrocatalysis in recent years are reviewed， and the challenges and prospects in this field are summarized.

Key words: Hollow structure, Metal-organic framework, Synthesis strategy, Electrocatalysis

CLC Number:

O614

TrendMD:

YANG Qingfeng, LYU Liang, LAI Xiaoyong. Progress on Preparation and Electrocatalytic Application of Hollow MOFs[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(1): 20220666.

Figures/Tables 21

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2012	Pd@ZIF⁃8	Yolk⁃shell	430	1643	Hard⁃templating	［64］
2013	HKUST⁃1	Discrete octahedral	75±28	1260	Gas⁃liquid interface	［80］
2014	Zn/Ni⁃MOFs⁃2	Nanocubes	300—500	433	Solid⁃liquid interface	［88］
2015	ZIF⁃8	Nanospheres	250	—	Soft⁃templating	［77］
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2016	ZIF⁃67	Prismatic	480	28.1	Solid⁃liquid interface	［89］
2017	Cr⁃MOF（MIL⁃101）	Yolk⁃shell	350	2847	Selective etching	［93］
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2019	ZIF⁃8	Nanospheres	300	1012	Soft⁃templating	［78］
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2019	Co₃S₄/EC⁃MOF	Echinops⁃like	500	110.1	Hard⁃templating	［51］
2020	Fe@NiCo⁃MOF HNSs	Nanospheres	840	257	Solvothermal	［85］
2020	Ni/Co⁃MOFs	Yolk⁃shell	3000	68	Ion induction	［53］
2020	MOF⁃5@ZIF⁃8	Yolk⁃shell	800	—	Coordination modulation	［92］
2021	Ru@NiCo⁃MOF HPNs	Porous nanospheres	855	—	Hydrothermal	［86］
2021	CoCu⁃MOF NBs	Nanobox	100	307	Coordination modulation method	［87］
2021	NiFe⁃MOFs	Nano bricks	1600	17.22	Solvothermal	［88］
2021	H⁃PMOF	Mesoporous spherical shell	90	120	Hard⁃templating	［52］
2022	PdAg@ZIF⁃8	Yolk⁃shell	350—450	1035	Hard⁃templating	［50］
2022	ZIF⁃8⁃HS	Nanospheres	1000	1195	Soft⁃templating	［79］
2022	HM⁃MIL	Irregular octahedral	220	941.47	Selective etching	［95］

Year	Composition	Morphology	Size/nm	Specific area/（m²·g^-1）	Preparation characteristics	Ref.
2011	［Cu₃（BTC）₂］	Capsules	375000	620	Liquid⁃liquid interface	［84］
2012	ZIF⁃8	Microspheres	970	—	Hard⁃templating	［63］
2012	Pd@ZIF⁃8	Yolk⁃shell	430	1643	Hard⁃templating	［64］
2013	HKUST⁃1	Discrete octahedral	75±28	1260	Gas⁃liquid interface	［80］
2014	Zn/Ni⁃MOFs⁃2	Nanocubes	300—500	433	Solid⁃liquid interface	［88］
2015	ZIF⁃8	Nanospheres	250	—	Soft⁃templating	［77］
2015	MIL⁃88A	Capsules	440000	—	Liquid⁃liquid interface	［85］
2016	ZIF⁃67	Prismatic	480	28.1	Solid⁃liquid interface	［89］
2017	Cr⁃MOF（MIL⁃101）	Yolk⁃shell	350	2847	Selective etching	［93］
2018	HNTM⁃Ir/Pt	Nanotubes	1000	844	Coordination modulation	［91］
2019	ZIF⁃8	Nanospheres	300	1012	Soft⁃templating	［78］
2019	UiO⁃66（OH）₂	Octahedral⁃shaped particles	400	—	Selective etching	［94］
2019	Co₃S₄/EC⁃MOF	Echinops⁃like	500	110.1	Hard⁃templating	［51］
2020	Fe@NiCo⁃MOF HNSs	Nanospheres	840	257	Solvothermal	［85］
2020	Ni/Co⁃MOFs	Yolk⁃shell	3000	68	Ion induction	［53］
2020	MOF⁃5@ZIF⁃8	Yolk⁃shell	800	—	Coordination modulation	［92］
2021	Ru@NiCo⁃MOF HPNs	Porous nanospheres	855	—	Hydrothermal	［86］
2021	CoCu⁃MOF NBs	Nanobox	100	307	Coordination modulation method	［87］
2021	NiFe⁃MOFs	Nano bricks	1600	17.22	Solvothermal	［88］
2021	H⁃PMOF	Mesoporous spherical shell	90	120	Hard⁃templating	［52］
2022	PdAg@ZIF⁃8	Yolk⁃shell	350—450	1035	Hard⁃templating	［50］
2022	ZIF⁃8⁃HS	Nanospheres	1000	1195	Soft⁃templating	［79］
2022	HM⁃MIL	Irregular octahedral	220	941.47	Selective etching	［95］

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