Molybdenum-Carbide-Modified Nitrogen-Doped Carbon Vesicle Encapsulating Nickel Nanoparticles: A Highly Efficient, Low-Cost Catalyst for Hydrogen Evolution Reaction

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 50, 2015, Pages 15753-15759

  Wang, Shiping ^a   Wang, Jing ^a   Zhu, Minglei ^a   Bao, Xiaobing ^a   Xiao, Bingyang ^a   Su, Diefeng ^a   Li, Haoran ^a   Wang, Yong ^a  

^a ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBIDES; CATALYSTS; DOPING (ADDITIVES); ELECTROLYTES; NANOPARTICLES; PRECIOUS METALS; TRANSITION METALS;

3D TRANSITION METALS; ACIDIC ELECTROLYTES; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; NICKEL NANOPARTICLES; NITROGEN-DOPED CARBONS; NOBLE METAL CATALYSTS; NON-PRECIOUS METAL CATALYSTS; SOLID STATE THERMOLYSIS;

NICKEL;

CARBON; MELAMINE; MOLYBDENUM; MOLYBDIC ACID; NICKEL NANOPARTICLE; NITROGEN; TRANSITION ELEMENT;

ARTICLE; ATOMIC EMISSION SPECTROMETRY; CATALYST; ELECTROCHEMISTRY; ENCAPSULATION; HYDROGEN EVOLUTION; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SYNTHESIS; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

EID: 84952774954     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b07924     Document Type: Article

References (54)

1. Turner, J. A. Science 1999, 285, 687 10.1126/science.285.5428.687
2. Dresselhaus, M. S.; Thomas, I. L. Nature 2001, 414, 332 10.1038/35104599
3. Turner, J. A. Science 2004, 305, 972 10.1126/science.1103197
4. Schuldiner, S. J. Electrochem. Soc. 1959, 106, 891 10.1149/1.2427170
5. Neyerlin, K. C.; Gu, W. B.; Jorne, J.; Gasteiger, H. A. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, B631 10.1149/1.2733987
6. Sheng, W. C.; Gasteiger, H. A.; Shao-Horn, Y. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, B1529 10.1149/1.3483106
7. McCrory, C. C.; Jung, S.; Ferrer, I. M.; Chatman, S. M.; Peters, J. C.; Jaramillo, T. F. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4347 10.1021/ja510442p
8. Subbaraman, R.; Tripkovic, D.; Chang, K. C.; Strmcnik, D.; Paulikas, A. P.; Hirunsit, P.; Chan, M.; Greeley, J.; Stamenkovic, V.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2012, 11, 550 10.1038/nmat3313
9. Jin, H. Y.; Wang, J.; Su, D. F.; Wei, Z. Z.; Pang, Z. F.; Wang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2688 10.1021/ja5127165
10. Andreiadis, E. S.; Jacques, P. A.; Tran, P. D.; Leyris, A.; Chavarot-Kerlidou, M.; Jousselme, B.; Matheron, M.; Pecaut, J.; Palacin, S.; Fontecave, M.; Artero, V. Nat. Chem. 2013, 5, 48 10.1038/nchem.1481
11. He, C. Y.; Wu, X. L.; He, Z. Q. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 4578 10.1021/jp408153b
12. Ahn, S. H.; Hwang, S. J.; Yoo, S. J.; Choi, I.; Kim, H. J.; Jang, J. H.; Nam, S. W.; Lim, T. H.; Lim, T.; Kim, S. K.; Kim, J. J. J. Mater. Chem. 2012, 22, 15153 10.1039/c2jm31439h
13. Cai, J.; Xu, L.; Wang, J. M.; Zhang, L. Y.; Zhou, H.; Zhong, Y.; Chen, D.; Fan, H. Q.; Shao, H. B.; Zhang, J. Q.; Cao, C. N. Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 934 10.1016/j.ijhydene.2012.10.084
14. McKone, J. R.; Sadtler, B. F.; Werlang, C. A.; Lewis, N. S.; Gray, H. B. ACS Catal. 2013, 3, 166 10.1021/cs300691m
15. Fosdick, S. E.; Berglund, S. P.; Mullins, C. B.; Crooks, R. M. ACS Catal. 2014, 4, 1332 10.1021/cs500168t
16. Herraiz-Cardona, I.; Gonzalez-Buch, C.; Valero-Vidal, C.; Ortega, E.; Perez-Herranz, V. J. Power Sources 2013, 240, 698 10.1016/j.jpowsour.2013.05.041
17. Cobo, S.; Heidkamp, J.; Jacques, P. A.; Fize, J.; Fourmond, V.; Guetaz, L.; Jousselme, B.; Ivanova, V.; Dau, H.; Palacin, S.; Fontecave, M.; Artero, V. Nat. Mater. 2012, 11, 802 10.1038/nmat3385
18. Morales-Guio, C. G.; Hu, X. L. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2671 10.1021/ar5002022
19. Tran, P. D.; Nguyen, M.; Pramana, S. S.; Bhattacharjee, A.; Chiam, S. Y.; Fize, J.; Field, M. J.; Artero, V.; Wong, L. H.; Loo, J.; Barber, J. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8912 10.1039/c2ee22611a
20. Kong, D. S.; Cha, J. J.; Wang, H. T.; Lee, H. R.; Cui, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3553 10.1039/c3ee42413h
21. Lukowski, M. A.; Daniel, A. S.; Meng, F.; Forticaux, A.; Li, L. S.; Jin, S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10274 10.1021/ja404523s
22. Tran, P. D.; Chiam, S. Y.; Boix, P. P.; Ren, Y.; Pramana, S. S.; Fize, J.; Artero, V.; Barber, J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2452 10.1039/c3ee40600h
23. Chen, W. F.; Sasaki, K.; Ma, C.; Frenkel, A. I.; Marinkovic, N.; Muckerman, J. T.; Zhu, Y. M.; Adzic, R. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6131 10.1002/anie.201200699
24. Cao, B. F.; Veith, G. M.; Neuefeind, J. C.; Adzic, R. R.; Khalifah, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 19186 10.1021/ja4081056
25. Chen, W. F.; Muckerman, J. T.; Fujita, E. Chem. Commun. 2013, 49, 8896 10.1039/c3cc44076a
26. Vrubel, H.; Hu, X. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 12703 10.1002/anie.201207111
27. McEnaney, J. M.; Crompton, J. C.; Callejas, J. F.; Popczun, E. J.; Biacchi, A. J.; Lewis, N. S.; Schaak, R. E. Chem. Mater. 2014, 26, 4826 10.1021/cm502035s
28. Popczun, E. J.; McKone, J. R.; Read, C. G.; Biacchi, A. J.; Wiltrout, A. M.; Lewis, N. S.; Schaak, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9267 10.1021/ja403440e
29. Xing, Z. C.; Liu, Q.; Asiri, A. M.; Sun, X. P. Adv. Mater. 2014, 26, 5702 10.1002/adma.201401692
30. Jahan, M.; Liu, Z. L.; Loh, K. P. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5363 10.1002/adfm.201300510
31. McArthur, M. A.; Jorge, L.; Coulombe, S.; Omanovic, S. J. Power Sources 2014, 266, 365 10.1016/j.jpowsour.2014.05.036
32. Wu, Z. X.; Lv, Y. Y.; Xia, Y. Y.; Webley, P. A.; Zhao, D. Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2236 10.1021/ja209753w
33. Li, Y. G.; Wang, H. L.; Xie, L. M.; Liang, Y. Y.; Hong, G. S.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7296 10.1021/ja201269b
34. Tavakkoli, M.; Kallio, T.; Reynaud, O.; Nasibulin, A. G.; Johans, C.; Sainio, J.; Jiang, H.; Kauppinen, E. I.; Laasonen, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 4535 10.1002/anie.201411450
35. Deng, D. H.; Yu, L.; Chen, X. Q.; Wang, G. X.; Jin, L.; Pan, X. L.; Deng, J.; Sun, G. Q.; Bao, X. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 371 10.1002/anie.201204958
36. Deng, J.; Ren, P.; Deng, D.; Bao, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2100 10.1002/anie.201409524
37. Deng, J.; Ren, P. J.; Deng, D. H.; Yu, L.; Yang, F.; Bao, X. H. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1919 10.1039/c4ee00370e
38. Zou, X. X.; Huang, X. X.; Goswami, A.; Silva, R.; Sathe, B. R.; Mikmekova, E.; Asefa, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 4372 10.1002/anie.201311111
39. Esposito, D. V.; Hunt, S. T.; Stottlemyer, A. L.; Dobson, K. D.; McCandless, B. E.; Birkmire, R. W.; Chen, J. G. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9859 10.1002/anie.201004718
40. Esposito, D. V.; Chen, J. G. G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3900 10.1039/c1ee01851e
41. Esposito, D. V.; Hunt, S. T.; Kimmel, Y. C.; Chen, J. G. G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3025 10.1021/ja208656v
42. Chen, W. F.; Wang, C. H.; Sasaki, K.; Marinkovic, N.; Xu, W.; Muckerman, J. T.; Zhu, Y.; Adzic, R. R. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 943 10.1039/c2ee23891h
43. Wan, C.; Regmi, Y. N.; Leonard, B. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 6407 10.1002/anie.201402998
44. Kelly, T. G.; Lee, K. X.; Chen, J. G. G. J. Power Sources 2014, 271, 76 10.1016/j.jpowsour.2014.07.179
45. Yan, Z. X.; He, G. Q.; Shen, P. K.; Luo, Z. B.; Xie, J. M.; Chen, M. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 4014 10.1039/c3ta14251e
46. Liao, L.; Wang, S. N.; Xiao, J. J.; Bian, X. J.; Zhang, Y. H.; Scanlon, M. D.; Hu, X. L.; Tang, Y.; Liu, B. H.; Girault, H. H. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 387 10.1039/C3EE42441C
47. Liu, Y.; Yu, G.; Li, G.-D.; Sun, Y.; Asefa, T.; Chen, W.; Zou, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 10752 10.1002/anie.201504376
48. Zachariah, A.; Baiju, K. V.; Shukla, S.; Deepa, K. S.; James, J.; Warrier, K. G. K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11345 10.1021/jp712174y
49. Oshikawa, K.; Nagai, M.; Omi, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9124 10.1021/jp0111867
50. Xiang, M. L.; Li, D. B.; Li, W. H.; Zhong, B.; Sun, Y. H. Catal. Commun. 2007, 8, 513 10.1016/j.catcom.2006.07.028
51. Zhi, L. J.; Hu, Y. S.; El Hamaoui, B.; Wang, X.; Lieberwirth, I.; Kolb, U.; Maier, J.; Müllen, K. Adv. Mater. 2008, 20, 1727 10.1002/adma.200702654
52. Chen, L. Y.; Bai, J. F.; Wang, C. Z.; Pan, Y.; Scheer, M.; You, X. Z. Chem. Commun. 2008, 1581 10.1039/b718476j
53. El Hamaoui, B.; Zhi, L. J.; Wu, J. S.; Kolb, U.; Müllen, K. Adv. Mater. 2005, 17, 2957 10.1002/adma.200501733
54. Xie, J. F.; Zhang, H.; Li, S.; Wang, R. X.; Sun, X.; Zhou, M.; Zhou, J. F.; Lou, X. W.; Xie, Y. Adv. Mater. 2013, 25, 5807 10.1002/adma.201302685