Hollow Cobalt-Based Bimetallic Sulfide Polyhedra for Efficient All-pH-Value Electrochemical and Photocatalytic Hydrogen Evolution

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 4, 2016, Pages 1359-1365

  Huang, Zhen Feng ^a,b   Song, Jiajia ^a,b   Li, Ke ^a,b   Tahir, Muhammad ^a,b,c   Wang, Yu Tong ^a,b   Pan, Lun ^a,b   Wang, Li ^a,b   Zhang, Xiangwen ^a,b   Zou, Ji Jun ^a,b  

^a TIANJIN UNIVERSITY   (China)

^b SynBio Research Platform   (China)

^c UNIVERSITY OF LAHORE   (Pakistan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTALLINE MATERIALS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCATALYSTS; ENERGY CONVERSION; FREE ENERGY; GEOMETRY; GIBBS FREE ENERGY; METALS; ORGANOMETALLICS; PH; PHOTOSENSITIZERS; SEMICONDUCTOR DOPING; SULFUR COMPOUNDS; TRANSITION METALS; ZINC;

ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; METAL-FREE ELECTROCATALYSTS; MORPHOLOGY AND STRUCTURES; PHOTOCATALYTIC HYDROGEN EVOLUTION; PHOTOCATALYTIC REACTIONS; TRANSITION METAL SULFIDES;

ZINC SULFIDE;

COBALT; EOSIN; METAL ORGANIC FRAMEWORK; PHOSPHATE; SULFIDE; TRANSITION ELEMENT;

ADSORPTION; ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ENERGY CONVERSION; HYDROGEN EVOLUTION; MODULATION; MOLECULAR STABILITY; PH; PHOTOCATALYSIS; SEMICONDUCTOR; SYNTHESIS;

EID: 84957557461     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b11986     Document Type: Article

References (55)

1. Jiao, Y.; Zheng, Y.; Jaroniec, M.; Qiao, S. Z. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 2060 10.1039/C4CS00470A
2. Huang, Z.-F.; Song, J.; Pan, L.; Zhang, X.; Wang, L.; Zou, J.-J. Adv. Mater. 2015, 27, 5309 10.1002/adma.201501217
3. Wang, S.; Pan, L.; Song, J.; Mi, W.; Zou, J. J.; Wang, L.; Zhang, X. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2975 10.1021/ja512047k
4. Huang, Z.-F.; Song, J.; Pan, L.; Wang, Z.; Zhang, X.; Zou, J.-J.; Mi, W.; Zhang, X.; Wang, L. Nano Energy 2015, 12, 646 10.1016/j.nanoen.2015.01.043
5. Berglund, S. P.; He, H.; Chemelewski, W. D.; Celio, H.; Dolocan, A.; Mullins, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 1535 10.1021/ja411604k
6. Fei, H.; Dong, J.; Arellano-Jimenez, M. J.; Ye, G.; Dong Kim, N.; Samuel, E. L.; Peng, Z.; Zhu, Z.; Qin, F.; Bao, J.; Yacaman, M. J.; Ajayan, P. M.; Chen, D.; Tour, J. M. Nat. Commun. 2015, 6, 8668 10.1038/ncomms9668
7. 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
8. Xie, G.; Zhang, K.; Guo, B.; Liu, Q.; Fang, L.; Gong, J. R. Adv. Mater. 2013, 25, 3820 10.1002/adma.201301207
9. Zhang, K.; Liu, Q.; Wang, H.; Zhang, R.; Wu, C.; Gong, J. R. Small 2013, 9, 2452 10.1002/smll.201300841
10. Morales-Guio, C. G.; Stern, L.-A.; Hu, X. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6555 10.1039/C3CS60468C
11. Xie, J.; Zhang, J.; Li, S.; Grote, F.; Zhang, X.; Zhang, H.; Wang, R.; Lei, Y.; Pan, B.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17881 10.1021/ja408329q
12. Gao, M. R.; Liang, J. X.; Zheng, Y. R.; Xu, Y. F.; Jiang, J.; Gao, Q.; Li, J.; Yu, S. H. Nat. Commun. 2015, 6, 5982 10.1038/ncomms6982
13. Voiry, D.; Yamaguchi, H.; Li, J.; Silva, R.; Alves, D. C.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2013, 12, 850 10.1038/nmat3700
14. Chen, Z.; Cummins, D.; Reinecke, B. N.; Clark, E.; Sunkara, M. K.; Jaramillo, T. F. Nano Lett. 2011, 11, 4168 10.1021/nl2020476
15. Yang, J.; Voiry, D.; Ahn, S. J.; Kang, D.; Kim, A. Y.; Chhowalla, M.; Shin, H. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 13751 10.1002/anie.201307475
16. Long, X.; Li, G.; Wang, Z.; Zhu, H.; Zhang, T.; Xiao, S.; Guo, W.; Yang, S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11900 10.1021/jacs.5b07728
17. Bishop, P. E.; Premakumar, R.; Dean, D. R.; Jacobson, M. R.; Chisnell, J. R.; Rizzo, T. M.; Kopczynski, J. Science 1986, 232, 92 10.1126/science.232.4746.92
18. Chan, M. K.; Kim, J.; Rees, D. Science 1993, 260, 792 10.1126/science.8484118
19. Volbeda, A.; Charon, M.-H.; Piras, C.; Hatchikian, E. C.; Frey, M.; Fontecilla-Camps, J. C. Nature 1995, 373, 580 10.1038/373580a0
20. Brown, K. A.; Wilker, M. B.; Boehm, M.; Dukovic, G.; King, P. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5627 10.1021/ja2116348
21. Zou, X.; Huang, X.; Goswami, A.; Silva, R.; Sathe, B. R.; Mikmekova, E.; Asefa, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 4372 10.1002/anie.201311111
22. Sun, Y.; Liu, C.; Grauer, D. C.; Yano, J.; Long, J. R.; Yang, P.; Chang, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17699 10.1021/ja4094764
23. Cao, B.; Veith, G. M.; Neuefeind, J. C.; Adzic, R. R.; Khalifah, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 19186 10.1021/ja4081056
24. Faber, M. S.; Dziedzic, R.; Lukowski, M. A.; Kaiser, N. S.; Ding, Q.; Jin, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10053 10.1021/ja504099w
25. Srivastava, B. B.; Jana, S.; Pradhan, N. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1007 10.1021/ja1089809
26. Zhang, J.; Yu, J.; Zhang, Y.; Li, Q.; Gong, J. R. Nano Lett. 2011, 11, 4774 10.1021/nl202587b
27. Zhang, J.; Yu, J.; Jaroniec, M.; Gong, J. R. Nano Lett. 2012, 12, 4584 10.1021/nl301831h
28. Peng, Z.; Jia, D.; Al-Enizi, A. M.; Elzatahry, A. A.; Zheng, G. Adv. Energy Mater. 2015, 5, n/a 10.1002/aenm.201570050
29. Staszak-Jirkovsky, J.; Malliakas, C. D.; Lopes, P. P.; Danilovic, N.; Kota, S. S.; Chang, K.-C.; Genorio, B.; Strmcnik, D.; Stamenkovic, V. R.; Kanatzidis, M. G.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2016, 15, 197 10.1038/nmat4481
30. Miao, J.; Xiao, F.-X.; Yang, H. B.; Khoo, S. Y.; Chen, J.; Fan, Z.; Hsu, Y.-Y.; Chen, H. M.; Zhang, H.; Liu, B. Sci. Adv. 2015, 1, e1500259 10.1126/sciadv.1500259
31. An, K.; Kwon, S. G.; Park, M.; Na, H. B.; Baik, S.-I.; Yu, J. H.; Kim, D.; Son, J. S.; Kim, Y. W.; Song, I. C.; Moon, W. K.; Park, H. M.; Hyeon, T. Nano Lett. 2008, 8, 4252 10.1021/nl8019467
32. Wu, H. B.; Xia, B. Y.; Yu, L.; Yu, X.-Y.; Lou, X. W. Nat. Commun. 2015, 6, 6512 10.1038/ncomms7512
33. Liu, H.; Joo, J. B.; Dahl, M.; Fu, L.; Zeng, Z.; Yin, Y. Energy Environ. Sci. 2015, 8, 286 10.1039/C4EE02618G
34. Martin, D. J.; Qiu, K.; Shevlin, S. A.; Handoko, A. D.; Chen, X.; Guo, Z.; Tang, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 9240 10.1002/anie.201403375
35. Yin, Y.; Rioux, R. M.; Erdonmez, C. K.; Hughes, S.; Somorjai, G. A.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 304, 711 10.1126/science.1096566
36. Huang, Z.-F.; Song, J.; Pan, L.; Lv, F.; Wang, Q.; Zou, J.-J.; Zhang, X.; Wang, L. Chem. Commun. 2014, 50, 10959 10.1039/C4CC02201G
37. Lou, X. W.; Archer, L. A.; Yang, Z. Adv. Mater. 2008, 20, 3987 10.1002/adma.200800854
38. Wu, R.; Qian, X.; Rui, X.; Liu, H.; Yadian, B.; Zhou, K.; Wei, J.; Yan, Q.; Feng, X. Q.; Long, Y.; Wang, L.; Huang, Y. Small 2014, 10, 1932 10.1002/smll.201303520
39. Tang, J.; Salunkhe, R. R.; Liu, J.; Torad, N. L.; Imura, M.; Furukawa, S.; Yamauchi, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1572 10.1021/ja511539a
40. Wu, R.; Wang, D. P.; Rui, X.; Liu, B.; Zhou, K.; Law, A. W.; Yan, Q.; Wei, J.; Chen, Z. Adv. Mater. 2015, 27, 3038 10.1002/adma.201500783
41. Wu, R.; Qian, X.; Zhou, K.; Wei, J.; Lou, J.; Ajayan, P. M. ACS Nano 2014, 8, 6297 10.1021/nn501783n
42. Chen, Y.-Z.; Wang, C.; Wu, Z.-Y.; Xiong, Y.; Xu, Q.; Yu, S.-H.; Jiang, H.-L. Adv. Mater. 2015, 27, 5010 10.1002/adma.201502315
43. Kresse, G.; Hafner Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993, 47, 558 10.1103/PhysRevB.47.558
44. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994, 49, 14251 10.1103/PhysRevB.49.14251
45. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865 10.1103/PhysRevLett.77.3865
46. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 59, 1758 10.1103/PhysRevB.59.1758
47. Arai, T.; Senda, S.-i.; Sato, Y.; Takahashi, H.; Shinoda, K.; Jeyadevan, B.; Tohji, K. Chem. Mater. 2008, 20, 1997 10.1021/cm071803p
48. Li, J.; Wang, Y.; Zhou, T.; Zhang, H.; Sun, X.; Tang, J.; Zhang, L.; Al-Enizi, A. M.; Yang, Z.; Zheng, G. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 14305 10.1021/jacs.5b07756
49. Li, H.; Tsai, C.; Koh, A. L.; Cai, L.; Contryman, A. W.; Fragapane, A. H.; Zhao, J.; Han, H. S.; Manoharan, H. C.; Abild-Pedersen, F.; Norskov, J. K.; Zheng, X. Nat. Mater. 2015, 15, 48 10.1038/nmat4465
50. Deng, J.; Ren, P.; Deng, D.; Bao, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2100 10.1002/anie.201409524
51. Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Logadottir, A.; Kitchin, J. R.; Chen, J. G.; Pandelov, S.; Stimming, U. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, J23 10.1149/1.1856988
52. Greeley, J.; Jaramillo, T. F.; Bonde, J.; Chorkendorff, I. B.; Norskov, J. K. Nat. Mater. 2006, 5, 909 10.1038/nmat1752
53. Subbaraman, R.; Tripkovic, D.; Strmcnik, D.; Chang, K.-C.; Uchimura, M.; Paulikas, A. P.; Stamenkovic, V.; Markovic, N. M. Science 2011, 334, 1256 10.1126/science.1211934
54. Yin, H.; Zhao, S.; Zhao, K.; Muqsit, A.; Tang, H.; Chang, L.; Zhao, H.; Gao, Y.; Tang, Z. Nat. Commun. 2015, 6, 6430 10.1038/ncomms7430
55. Weng, Z.; Liu, W.; Yin, L. C.; Fang, R.; Li, M.; Altman, E. I.; Fan, Q.; Li, F.; Cheng, H. M.; Wang, H. Nano Lett. 2015, 15, 7704 10.1021/acs.nanolett.5b03709