An advanced nitrogen-doped graphene/cobalt-embedded porous carbon polyhedron hybrid for efficient catalysis of oxygen reduction and water splitting

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 6, 2015, Pages 872-882

  Hou, Yang ^a   Wen, Zhenhai ^a   Cui, Shumao ^a   Ci, Suqin ^a   Mao, Shun ^a   Chen, Junhong ^a  

^a University of Wisconsin   (United States)

Author keywords

Fuel cells; Hybrid electrocatalysis; Nitrogen doped graphene; Nitrogen cobalt co doped porous carbon polyhedron; Water splitting

Indexed keywords

CARBON; CATALYSIS; CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; ELECTROCATALYSIS; ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYTIC REDUCTION; FUEL CELLS; GEOMETRY; GRAPHENE; NITROGEN; OXYGEN; POROUS MATERIALS; REACTION KINETICS;

CO-DOPED; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; NITROGEN DOPED GRAPHENE; OXYGEN EVOLUTION REACTION; OXYGEN REDUCTION REACTION; WATER SPLITTING; ZEOLITIC IMIDAZOLATE FRAMEWORKS;

DOPING (ADDITIVES);

EID: 84922554539     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201403657     Document Type: Article

References (78)

1. S. Chu, A. Majumdar, Nature 2012, 488, 294.
2. a) G. Wu, P. Zelenay, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1878;
3. b) S. Xie, S. I. Choi, N. Lu, L. T. Roling, J. A. Herron, L. Zhang, J. Park, J. Wang, M. J. Kim, Z. Xie, M. Mavrikakis, Y. Xia, Nano Lett. 2014, 14, 3570;
4. c) K. A. Kuttiyiel, K. Sasaki, Y. Choi, D. Su, P. Liu, R. R. Adzic, Nano Lett. 2012, 12, 6266;
5. d) H. Yin, C. Zhang, F. Liu, Y. Hou, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2930;
6. e) D. Higgins, M. A. Hoque, M. H. Seo, R. Wang, F. Hassan, J. Y. Choi, M. Pritzker, A. Yu, J. Zhang, Z. Chen, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4325.
7. a) D. J. Li, U. N. Maiti, J. Lim, D. S. Choi, W. J. Lee, Y. Oh, G. Y. Lee, S. O. Kim, Nano Lett. 2014, 14, 1228;
8. b) H. Wang, H. Dai, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 3088;
9. c) Z. Chen, D. Cummins, B. N. Reinecke, E. Clark, M. K. Sunkara, T. F. Jaramillo, Nano Lett. 2011, 11, 4168;
10. d) D. Kong, H. Wang, Z. Lu, Y. Cui, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4897;
11. e) Z. Zhao, H. Wu, H. He, X. Xu, Y. Jin, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4698.
12. a) M. G. Walter, E. L. Warren, J. R. McKone, S. W. Boettcher, Q. Mi, E. A. Santori, N. S. Lewis, Chem. Rev. 2010, 110, 6446;
13. b) L. Gan, M. Heggen, S. Rudi, P. Strasser, Nano Lett. 2012, 12, 5423.
14. a) J. Duan, S. Chen, S. Dai, S. Z. Qiao, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2072;
15. b) L. Liao, J. Zhu, X. Bian, L. Zhu, M. D. Scanlon, H. H. Girault, B. Liu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5326.
16. G. Wu, K. L. More, C. M. Johnston, P. Zelenay, Science 2011, 332, 443.
17. D. W. Wang, D. Su, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 576.
18. a) 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;
19. b) N. Kim, K. S. Kim, N. Jung, L. Brus, P. Kim, Nano Lett. 2011, 11, 860.
20. C. Shan, W. Zhao, X. L. Lu, D. J. O'Brien, Y. Li, Z. Cao, A. L. Elias, R. Cruz-Silva, M. Terrones, B. Wei, J. Suhr, Nano Lett. 2013, 13, 5514.
21. W. Yang, T. P. Fellinger, M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 2010, 133, 206.
22. K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. Dai, Science 2009, 323, 760.
23. H. Wang, Z. Lu, D. Kong, J. Sun, T. M. Hymel, Y. Cui, ACS Nano 2014, 8, 4940.
24. Y. Zhao, R. Nakamura, K. Kamiya, S. Nakanishi, K. Hashimoto, Nat. Commun. 2013, 4, 2390.
25. M. Jahan, Z. Liu, K. P. Loh, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5363.
26. X. Wang, Q. Weng, X. Liu, X. Wang, D. M. Tang, W. Tian, C. Zhang, W. Yi, D. Liu, Y. Bando, D. Golberg, Nano Lett. 2014, 14, 1164.
27. R. Wu, X. Qian, X. Rui, H. Liu, B. Yadian, K. Zhou, J. Wei, Q. Yan, X. Q. Feng, Y. Long, L. Wang, Y. Huang, Small 2014, 10, 1932.
28. Z. Jiang, Z. Li, Z. Qin, H. Sun, X. Jiao, D. Chen, Nanoscale 2013, 5, 11770.
29. Z. S. Wu, L. Chen, J. Liu, K. Parvez, H. Liang, J. Shu, H. Sachdev, R. Graf, X. Feng, K. Müllen, Adv. Mater. 2014, 26, 1450.
30. a) S. Ma, G. A. Goenaga, A. V. Call, D. J. Liu, Chem. Eur. J. 2011, 17, 2063;
31. b) X. Zou, X. Huang, A. Goswami, R. Silva, B. R. Sathe, E. Mikmeková, T. Asefa, Angew. Chem. 2014, 126, 4461.
32. L. Zhi, Y. S. Hu, B. E. Hamaoui, X. Wang, I. Lieberwirth, U. Kolb, J. Maier, K. Müllen, Adv. Mater. 2008, 20, 1727.
33. a) M. Sevilla, C. Salinas Martinez-de Lecea, T. Valdes-Solis, E. Morallon, A. B. Fuertes, Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 1433;
34. b) Q. Gao, C. Zhang, S. Wang, W. Shen, Y. Zhang, H. Xu, Y. Tang, Chem. Commun. 2010, 46, 6494.
35. K. Ai, Y. Liu, C. Ruan, L. Lu, G. Lu, Adv. Mater. 2013, 25, 998.
36. Y. Chang, F. Hong, C. He, Q. Zhang, J. Liu, Adv. Mater. 2013, 25, 4794.
37. Y. Hou, F. Zuo, A. Dagg, P. Feng, Nano Lett. 2012, 12, 6464.
38. C. Zhang, N. Mahmood, H. Yin, F. Liu, Y. Hou, Adv. Mater. 2013, 25, 4932.
39. P. Chen, T. Y. Xiao, Y. H. Qian, S. S. Li, S. H. Yu, Adv. Mater. 2013, 25, 3192.
40. a) H. Sun, X. You, J. Deng, X. Chen, Z. Yang, J. Ren, H. Peng, Adv. Mater. 2014, 26, 2868;
41. b) M. A. Pimenta, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus, L. G. Cancado, A. Jorio, R. Saito, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1276.
42. Z. Lin, G. Waller, Y. Liu, M. Liu, C. P. Wong, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 884.
43. S. Chen, J. Duan, J. Ran, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3693.
44. a) M. Dominguez, E. Taboada, H. Idriss, E. Molins, J. Llorca, J. Mater. Chem. 2010, 20, 4875;
45. b) Q. He, Q. Li, S. Khene, X. Ren, F. E. López-Suárez, D. Lozano-Castelló, A. Bueno-López, G. Wu, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8697.
46. Y. Hou, F. Zuo, Q. Ma, C. Wang, L. Bartels, P. Feng, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20132.
47. Y. Hou, Z. Wen, S. Cui, X. Guo, J. Chen, Adv. Mater. 2013, 25, 6291.
48. R. Zheng, Z. Mo, S. Liao, H. Song, Z. Fu, P. Huang, Carbon 2014, 69, 132.
49. Q. Li, R. Cao, J. Cho, G. Wu, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301415.
50. G. Nam, J. Park, S. T. Kim, D. B. Shin, N. Park, Y. Kim, J. S. Lee, J. Cho, Nano Lett. 2014, 14, 1870.
51. a) L. Lai, J. R. Potts, D. Zhan, L. Wang, C. K. Poh, C. Tang, H. Gong, Z. Shen, J. Lin, R. S. Ruoff, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7936;
52. b) Y. Zheng, Y. Jiao, Y. Zhu, L. H. Li, Y. Han, Y. Chen, A. Du, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Nat. Commun. 2014, 5, 3783;
53. c) S. Chen, J. Duan, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Adv. Mater. 2014, 26, 2925.
54. Y. Liang, Y. Li, H. Wang, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2013.
55. X. Chen, F. Li, N. Zhang, L. An, D. Xia, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 19330.
56. H. W. Liang, W. Wei, Z. S. Wu, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16002.
57. J. M. Ziegelbauer, T. S. Olson, S. Pylypenko, F. Alamgir, C. Jaye, P. Atanassov, S. Mukerjee, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 8839.
58. J. Chang, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc. 2013, 136, 311.
59. J. Zhang, P. Chen, B. Yuan, W. Ji, Z. Cheng, X. Qiu, Science 2013, 342, 611.
60. R. Liu, D. Wu, X. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2565.
61. S. Kattel, P. Atanassov, B. Kiefer, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 148.
62. Y. Zhao, K. Kamiya, K. Hashimoto, S. Nakanishi, Angew. Chem. 2013, 125, 13883.
63. B. Cao, G. M. Veith, J. C. Neuefeind, R. R. Adzic, P. G. Khalifah, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 19186.
64. J. Deng, P. Ren, D. Deng, L. Yu, F. Yang, X. Bao, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1919.
65. Y. Zheng, Y. Jiao, L. H. Li, T. Xing, Y. Chen, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, ACS Nano 2014, 8, 5290.
66. B. R. Sathe, X. Zou, T. Asefa, Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 2023.
67. J. Xie, H. Zhang, S. Li, R. Wang, X. Sun, M. Zhou, J. Zhou, X. W. Lou, Y. Xie, Adv. Mater. 2013, 25, 5807.
68. S. Mao, Z. Wen, T. Huang, Y. Hou, J. Chen, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 609.
69. a) M. Li, L. Zhang, Q. Xu, J. Niu, Z. Xia, J. Catal. 2014, 314, 66;
70. b) J. Masa, W. Xia, I. Sinev, A. Zhao, Z. Sun, S. Grützke, P. Weide, M. Muhler, W. Schuhmann, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 8508.
71. G. L. Tian, M. Q. Zhao, D. Yu, X. Y. Kong, J. Q. Huang, Q. Zhang, F. Wei, Small 2014, 10, 2251.
72. M. R. Gao, Y. F. Xu, J. Jiang, Y. R. Zheng, S. H. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2930.
73. Y. Gorlin, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13612.
74. Y. Lee, J. Suntivich, K. J. May, E. E. Perry, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 399.
75. H. Vrubel, X. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12703.
76. W. S. Hummers, R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
77. Y. Liang, Y. Li, H. Wang, J. Zhou, J. Wang, T. Regier, H. Dai, Nat. Mater. 2011, 10, 780.
78. J. I. Jung, H. Y. Jeong, J. S. Lee, M. G. Kim, J. Cho, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4582.