Metal-organic framework-derived nitrogen-doped core-shell-structured porous Fe/Fe3C@C nanoboxes supported on graphene sheets for efficient oxygen reduction reactions

Advanced Energy Materials

Volumn 4, Issue 11, 2014, Pages

  Hou, Yang ^a   Huang, Taizhong ^a   Wen, Zhenhai ^a   Mao, Shun ^a   Cui, Shumao ^a   Chen, Junhong ^a  

^a University of Wisconsin Milwaukee   (United States)

Author keywords

core shell structures; metal organic frameworks; nitrogen doped graphene; oxygen reduction reaction

Indexed keywords

CATALYSTS; CRYSTALLINE MATERIALS; ELECTROLYTIC REDUCTION; GRAPHENE;

CORE SHELL STRUCTURE; METAL ORGANIC FRAMEWORK; NANOBOXES; NITROGEN-DOPED GRAPHENE; OXYGEN REDUCTION REACTION;

DOPING (ADDITIVES);

EID: 84905739421     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201400337     Document Type: Article

References (68)

1. a) G. Wu, P. Zelenay, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1878
2. b) M. Lefèvre, E. Proietti, F. Jaouen, J. P. Dodelet, Science 2009, 324, 71
3. c) N. P. Brandon, S. Skinner, B. C. H. Steele, Annu. Rev. Mater. Res. 2003, 33, 183
4. d) V. Mehta, J. S. Cooper, J. Power Sources 2003, 114, 32.
5. a) N. S. Porter, H. Wu, Z. Quan, J. Fang, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1867
6. b) Y. Bing, H. Liu, L. Zhang, D. Ghosh, J. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184
7. c) V. R. Stamenkovic, B. Fowler, B. S. Mun, G. Wang, P. N. Ross, C. A. Lucas, N. M. Markovic̈, Science 2007, 315, 493
8. d) V. R. Stamenkovic, B. S. Mun, M. Arenz, K. J. J. Mayrhofer, C. A. Lucas, G. Wang, P. N. Ross, N. M. Markovic̈, Nat. Mater. 2007, 6, 241
9. e) C. Wang, H. Daimon, Y. Lee, J. Kim, S. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6974
10. f) J. Greeley, I. E. L. Stephens, A. S. Bondarenko, T. P. Johansson, H. A. Hansen, T. F. Jaramillo, J. Rossmeisl, I. Chorkendorff, J. K. Nørskov, Nat. Chem. 2009, 1, 552.
11. a) L. Dai, Acc. Chem. Res. 2012, 46, 31
12. b) W. Xia, J. Masa, M. Bron, W. Schuhmann, M. Muhler, Electrochem. Commun. 2011, 13, 593.
13. a) Y. Zheng, Y. Jiao, M. Jaroniec, Y. Jin, S. Z. Qiao, Small 2012, 8, 3550
14. b) C. H. Choi, S. H. Park, S. I. Woo, ACS Nano 2012, 6, 7084
15. c) Y. Shao, J. Sui, G. Yin, Y. Gao, Appl. Catal., B 2008, 79, 89.
16. a) M. H. Shao, K. Sasaki, R. R. Adzic, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3526
17. b) X. Li, B. N. Popov, T. Kawahara, H. Yanagi, J. Power Sources 2011, 196, 1717
18. c) T. E. Wood, Z. Tan, A. K. Schmoeckel, D. O'Neill, R. Atanasoski, J. Power Sources 2008, 178, 510.
19. G. Wu, K. L. More, C. M. Johnston, P. Zelenay, Science 2011, 332, 443.
20. a) A. Ishihara, Y. Ohgi, K. Matsuzawa, S. Mitsushima, K. I. Ota, Electrochim. Acta 2010, 55, 8005
21. b) F. Jaouen, E. Proietti, M. Lefevre, R. Chenitz, J. P. Dodelet, G. Wu, H. T. Chung, C. M. Johnston, P. Zelenay, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 114.
22. a) K. E. deKrafft, C. Wang, W. Lin, Adv. Mater. 2012, 24, 2014
23. b) P. Su, H. Xiao, J. Zhao, Y. Yao, Z. Shao, C. Li, Q. Yang, Chem. Sci. 2013, 4, 2941.
24. a) L. Zhang, H. B. Wu, S. Madhavi, H. H. Hng, X. W. Lou, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17388
25. b) L. Zhang, H. B. Wu, R. Xu, X. W. Lou, CrystEngComm 2013, 15, 9332.
26. H. Wang, T. Maiyalagan, X. Wang, ACS Catal. 2012, 2, 781.
27. a) Z. Wen, S. Ci, F. Zhang, X. Feng, S. Cui, S. Mao, S. Luo, Z. He, J. Chen, Adv. Mater. 2012, 24, 1399
28. b) Z. Lin, G. Waller, Y. Liu, M. Liu, C. P. Wong, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 884.
29. X. Xu, R. Cao, S. Jeong, J. Cho, Nano Lett. 2012, 12, 4988.
30. K. Ai, Y. Liu, C. Ruan, L. Lu, G. Lu, Adv. Mater. 2013, 25, 998.
31. a) N. Li, Y. Xiao, C. Hu, M. Cao, Chem. Asian J. 2013, 8, 1960
32. b) Z. S. Wu, S. Yang, Y. Sun, K. Parvez, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9082.
33. a) J. S. Lee, G. S. Park, S. T. Kim, M. Liu, J. Cho, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1026
34. b) Y. Hou, Z. Wen, S. Cui, X. Guo, J. Chen, Adv. Mater. 2013, 25, 6291.
35. a) H. Peng, Z. Mo, S. Liao, H. Liang, L. Yang, F. Luo, H. Song, Y. Zhong, B. Zhang, Sci. Rep. 2013, 3, 1765
36. b) Y. Hou, F. Zuo, A. Dagg, P. Feng, Nano Lett. 2012, 12, 6464.
37. H. L. Guo, P. Su, X. Kang, S. K. Ning, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 2248.
38. Y. Hou, F. Zuo, Q. Ma, C. Wang, L. Bartels, P. Feng, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20132.
39. a) D. Long, W. Li, L. Ling, J. Miyawaki, I. Mochida, S. H. Yoon, Langmuir 2010, 26, 16096
40. b) H. R. Byon, J. Suntivich, Y. Shao-Horn, Chem. Mater. 2011, 23, 3421
41. c) Y. Shao, X. Wang, M. Engelhard, C. Wang, S. Dai, J. Liu, Z. Yang, Y. Lin, J. Power Sources 2010, 195, 4375.
42. K. Parvez, S. Yang, Y. Hernandez, A. Winter, A. Turchanin, X. Feng, K. Müllen, ACS Nano 2012, 6, 9541.
43. a) T. Van Khai, H. G. Na, D. S. Kwak, Y. J. Kwon, H. Ham, K. B. Shim, H. W. Kim, J. Mater. Chem. 2012, 22, 17992
44. b) K. Stańczyk, R. Dziembaj, Z. Piwowarska, S. Witkowski, Carbon 1995, 33, 1383.
45. a) L. Qu, Y. Liu, J. B. Baek, L. Dai, ACS Nano 2010, 4, 1321
46. b) G. Wu, N. H. Mack, W. Gao, S. Ma, R. Zhong, J. Han, J. K. Baldwin, P. Zelenay, ACS Nano 2012, 6, 9764.
47. L. Zhang, A. Zhang, D. Du, Y. Lin, Nanoscale 2012, 4, 4674.
48. W. Li, Y. Yinjian, Z. Haozhi, S. Yonghai, H. Shuijian, X. Fugang, H. Haoqing, Nanotechnology 2012, 23, 455502.
49. C. M. Cirtiu, T. Raychoudhury, S. Ghoshal, A. Moores, Colloid Surf. A 2011, 390, 95.
50. X. Li, Y. Hou, Q. Zhao, L. Wang, J. Colloid Interface Sci. 2011, 358, 102.
51. S. Hoang, S. Guo, N. T. Hahn, A. J. Bard, C. B. Mullins, Nano Lett. 2011, 12, 26.
52. W. Ding, Z. Wei, S. Chen, X. Qi, T. Yang, J. Hu, D. Wang, L. J. Wan, S. F. Alvi, L. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11755.
53. a) J. Liang, X. Du, C. Gibson, X. W. Du, S. Z. Qiao, Adv. Mater. 2013, 25, 6226
54. b) Y. Li, W. Zhou, H. Wang, L. Xie, Y. Liang, F. Wei, J. C. Idrobo, S. J. Pennycook, H. Dai, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 394.
55. a) C. Wang, L. Ma, L. Liao, S. Bai, R. Long, M. Zuo, Y. Xiong, Sci. Rep. 2013, 3, 2580
56. b) S. Wang, L. Zhang, Z. Xia, A. Roy, D. W. Chang, J. B. Baek, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4209.
57. Y. Liang, Y. Li, H. Wang, J. Zhou, J. Wang, T. Regier, H. Dai, Nat. Mater. 2011, 10, 780.
58. K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. Dai, Science 2009, 323, 760.
59. J. Liang, Y. Zheng, J. Chen, J. Liu, D. Hulicova-Jurcakova, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3892.
60. a) S. Yang, L. Zhi, K. Tang, X. Feng, J. Maier, K. Müllen, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3634
61. b) S. Wang, D. Yu, L. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5182.
62. B. Lim, M. Jiang, P. H. C. Camargo, E. C. Cho, J. Tao, X. Lu, Y. Zhu, Y. Xia, Science 2009, 324, 1302.
63. H. A. Gasteiger, S. S. Kocha, B. Sompalli, F. T. Wagner, Appl. Catal., B 2005, 56, 9.
64. a) R. Cao, R. Thapa, H. Kim, X. Xu, M. Gyu Kim, Q. Li, N. Park, M. Liu, J. Cho, Nat. Commun. 2013, 4, 2076
65. b) L. Carrette, K. A. Friedrich, U. Stimming, ChemPhysChem 2000, 1, 162.
66. A. Heinzel, V. M. Barragán, J. Power Sources 1999, 84, 70.
67. Y. Shi, C. Hua, B. Li, X. Fang, C. Yao, Y. Zhang, Y. S. Hu, Z. Wang, L. Chen, D. Zhao, G. D. Stucky, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1832.
68. Y. Zheng, Y. Jiao, J. Chen, J. Liu, J. Liang, A. Du, W. Zhang, Z. Zhu, S. C. Smith, M. Jaroniec, G. Q. Lu, S. Z. Qiao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20116.