Mesoporous N-doped carbons prepared with thermally removable nanoparticle templates: An efficient electrocatalyst for oxygen reduction reaction

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 16, 2015, Pages 5555-5562

  Niu, Wenhan ^a   Li, Ligui ^a   Liu, Xiaojun ^a   Wang, Nan ^a   Liu, Ji ^a   Zhou, Weijia ^a   Tang, Zhenghua ^a   Chen, Shaowei ^a,b  

^a SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBONIZATION; CATALYST SELECTIVITY; ELECTROCATALYSIS; ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYTIC REDUCTION; HYDROTHERMAL SYNTHESIS; IRON OXIDES; MESOPOROUS MATERIALS; NANOCRYSTALS; NANOPARTICLES; NANORODS; OXYGEN; REDUCTION; SYNTHESIS (CHEMICAL);

CARBONIZATION PROCESS; DIFFUSION-LIMITED CURRENT; ELECTROCATALYST FOR OXYGEN REDUCTION REACTIONS; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS; N-DOPED MESOPOROUS CARBONS; ONE-POT HYDROTHERMAL SYNTHESIS; OXYGEN REDUCTION REACTION;

DOPING (ADDITIVES);

CARBON; IRON; NANOCRYSTAL; NANOPARTICLE; NITROGEN; OXYGEN; SILVER;

AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; CATALYST; CHEMICAL REACTION; ELECTROCATALYST; ELECTRODE; ENERGY RESOURCE; GLASSY CARBON ELECTRODE; MEASUREMENT; OXYGEN REDUCTION REACTION; PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; TEMPERATURE; THERMOGRAVIMETRY; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; X RAY POWDER DIFFRACTION;

EID: 84928802836     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b02027     Document Type: Article

References (57)

1. Kang, Y. J.; Ye, X. C.; Chen, J.; Cai, Y.; Diaz, R. E.; Adzic, R. R.; Stach, E. A.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 42
2. Proch, S.; Wirth, M.; White, H. S.; Anderson, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3073
3. Zhang, C. L.; Hwang, S. Y.; Trout, A.; Peng, Z. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7805
4. Lee, K. S.; Cho, Y. H.; Jeon, T. Y.; Yoo, S. J.; Park, H. Y.; Jang, J. H.; Sung, Y. E. ACS Catal. 2012, 2, 739
5. Bing, Y. H.; Liu, H. S.; Zhang, L.; Ghosh, D.; Zhang, J. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184
6. Tan, Y. M.; Xu, C. F.; Chen, G. X.; Fang, X. L.; Zheng, N. F.; Xie, Q. J. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4584
7. Ma, X. M.; Meng, H.; Cai, M.; Shen, P. K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1954
8. Chen, Z. W.; Higgins, D.; Yu, A. P.; Zhang, L.; Zhang, J. J. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3167
9. Jaouen, F.; Proietti, E.; Lefevre, M.; Chenitz, R.; Dodelet, J. P.; Wu, G.; Chung, H. T.; Johnston, C. M.; Zelenay, P. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 114
10. Bashyam, R.; Zelenay, P. Nature 2006, 443, 63
11. Liu, R. L.; von Malotki, C.; Arnold, L.; Koshino, N.; Higashimura, H.; Baumgarten, M.; Mullen, K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10372
12. Wu, Z. S.; Yang, S. B.; Sun, Y.; Parvez, K.; Feng, X. L.; Mullen, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9082
13. Liang, H. W.; Wei, W.; Wu, Z. S.; Feng, X. L.; Mullen, K. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16002
14. Lin, L.; Zhu, Q.; Xu, A. W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11027
15. Yin, H.; Zhang, C. Z.; Liu, F.; Hou, Y. L. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2930
16. Chung, H. T.; Won, J. H.; Zelenay, P. Nat. Commun. 2013, 4, 1922
17. Serov, A.; Artyushkova, K.; Atanassov, P. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301735
18. Liang, Y. Y.; Wang, H. L.; Zhou, J. G.; Li, Y. G.; Wang, J.; Regier, T.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3517
19. Liang, Y. Y.; Wang, H. L.; Diao, P.; Chang, W.; Hong, G. S.; Li, Y. G.; Gong, M.; Xie, L. M.; Zhou, J. G.; Wang, J.; Regier, T. Z.; Wei, F.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15849
20. Wu, Z. X.; Lv, Y. Y.; Xia, Y. Y.; Webley, P. A.; Zhao, D. Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2236
21. Silva, R.; Voiry, D.; Chhowalla, M.; Asefa, T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7823
22. Zhou, K.; Zhou, W. J.; Liu, X. J.; Wang, Y.; Wan, J. Q.; Chen, S. W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 14911
23. Zhang, P.; Sun, F.; Xiang, Z. H.; Shen, Z. G.; Yun, J.; Cao, D. P. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 442
24. Zhou, M.; Yang, C. Z.; Chan, K. Y. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400840
25. Liu, X. J.; Li, L. G.; Zhou, W. J.; Zhou, Y. C.; Niu, W. H.; Chen, S. W. ChemElectroChem 2015, 10.1002/celc.201500002
26. Jahan, M.; Bao, Q. L.; Loh, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6707
27. Zhong, H. X.; Wang, J.; Zhang, Y. W.; Xu, W. L.; Xing, W.; Xu, D.; Zhang, Y. F.; Zhang, X. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 14235
28. Liang, C. D.; Li, Z. J.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3696
29. Wang, X.; Chen, X. Y.; Gao, L. S.; Zheng, H. G.; Ji, M. R.; Tang, C. M.; Shen, T.; Zhang, Z. D. J. Mater. Chem. 2004, 14, 905
30. Tang, B.; Wang, G. L.; Zhuo, L. H.; Ge, J. C.; Cui, L. J. Inorg. Chem. 2006, 45, 5196
31. Song, H. J.; Liu, L.; Jia, X. H.; Min, C. Y. J. Nanopart. Res. 2012, 14.
32. Liu, W. J.; Tian, K.; He, Y. R.; Jiang, H.; Yu, H. Q. Environ. Sci. Technol. 2014, 48, 13951
33. Gok, A.; Sari, B.; Talu, M. J. Polym. Sci., Polym. Phys. 2004, 42, 3359
34. Sharma, A. L.; Saxena, V.; Annapoorni, S.; Malhotra, B. D. J. Appl. Polym. Sci. 2001, 81, 1460
35. Huang, K. Y.; Shiu, C. L.; Su, Y. A.; Yang, C. C.; Yeh, J. M.; Wei, Y.; Lee, K. R. J. Membr. Sci. 2009, 339, 171
36. Geng, D. S.; Chen, Y.; Chen, Y. G.; Li, Y. L.; Li, R. Y.; Sun, X. L.; Ye, S. Y.; Knights, S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 760
37. Qu, L. T.; Liu, Y.; Baek, J. B.; Dai, L. M. ACS Nano 2010, 4, 1321
38. Maldonado-Hodar, F. J.; Moreno-Castilla, C.; Rivera-Utrilla, J.; Hanzawa, Y.; Yamada, Y. Langmuir 2000, 16, 4367
39. Mao, Y.; Duan, H.; Xu, B.; Zhang, L.; Hu, Y. S.; Zhao, C. C.; Wang, Z. X.; Chen, L. Q.; Yang, Y. S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7950
40. Li, Q. Q.; Zhang, S.; Dai, L. M.; Li, L. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18932
41. Chen, P.; Wang, L. K.; Wang, G.; Gao, M. R.; Ge, J.; Yuan, W. J.; Shen, Y. H.; Xie, A. J.; Yu, S. H. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 4095
42. Liu, R. L.; Wu, D. Q.; Feng, X. L.; Mullen, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2565
43. Lai, L. F.; Potts, J. R.; Zhan, D.; Wang, L.; Poh, C. K.; Tang, C. H.; Gong, H.; Shen, Z. X.; Jianyi, L. Y.; Ruoff, R. S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7936
44. Liu, J.; Sun, X. J.; Song, P.; Zhang, Y. W.; Xing, W.; Xu, W. L. Adv. Mater. 2013, 25, 6879
45. Ramaswamy, A.; Froeyen, M.; Herdewijn, P.; Ceulemans, A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 587
46. Lefevre, M.; Dodelet, J. P.; Bertrand, P. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8705
47. Nabae, Y.; Moriya, S.; Matsubayashi, K.; Lyth, S. M.; Malon, M.; Wu, L. B.; Islam, N. M.; Koshigoe, Y.; Kuroki, S.; Kakimoto, M. A.; Miyata, S.; Ozaki, J. Carbon 2010, 48, 2613
48. Wang, Q.; Zhou, Z. Y.; Lai, Y. J.; You, Y.; Liu, J. G.; Wu, X. L.; Terefe, E.; Chen, C.; Song, L.; Rauf, M.; Tian, N.; Sun, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10882
49. Wang, M. Q.; Yang, W. H.; Wang, H. H.; Chen, C.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G. ACS Catal. 2014, 4, 3928
50. Schulenburg, H.; Stankov, S.; Schunemann, V.; Radnik, J.; Dorbandt, I.; Fiechter, S.; Bogdanoff, P.; Tributsch, H. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9034
51. Wu, G.; More, K. L.; Johnston, C. M.; Zelenay, P. Science 2011, 332, 443
52. Deng, D. H.; Pan, X. L.; Yu, L. A.; Cui, Y.; Jiang, Y. P.; Qi, J.; Li, W. X.; Fu, Q. A.; Ma, X. C.; Xue, Q. K.; Sun, G. Q.; Bao, X. H. Chem. Mater. 2011, 23, 1188
53. Kim, H.; Lee, K.; Woo, S. I.; Jung, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 17505
54. Yang, S. B.; Feng, X. L.; Ivanovici, S.; Mullen, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8408
55. Chen, D. Y.; Ji, G.; Ma, Y.; Lee, J. Y.; Lu, J. M. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2011, 3, 3078
56. Liu, J.; Sun, X.; Song, P.; Zhang, Y.; Xing, W.; Xu, W. Adv. Mater. 2013, 25, 6879
57. Ikeda, S.; Ishino, S.; Harada, T.; Okamoto, N.; Sakata, T.; Mori, H.; Kuwabata, S.; Torimoto, T.; Matsumura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7063