Facile Synthesis of Nickel-Iron/Nanocarbon Hybrids as Advanced Electrocatalysts for Efficient Water Splitting

ACS Catalysis

Volumn 6, Issue 2, 2016, Pages 580-588

  Zhang, Xing ^a   Xu, Haomin ^a   Li, Xiaoxiao ^a   Li, Yanyan ^a   Yang, Tingbin ^a   Liang, Yongye ^a  

^a SOUTHERN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

carbon nanotubes; hybrid electrocatalyst; hydrogen evolution reaction; nickel iron alloy nanoparticles; oxygen evolution reaction

Indexed keywords

CARBON; CARBON NANOTUBES; CATALYST ACTIVITY; DOPING (ADDITIVES); ELECTROLYSIS; ELECTROLYTES; HYDROGEN FUELS; IRON; IRON ALLOYS; NANOPARTICLES; NANOTUBES; NICKEL; UREA; YARN;

ALKALINE CONDITIONS; BAMBOO-LIKE CARBON NANOTUBES; CATALYTIC PERFORMANCE; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; LARGE-SCALE APPLICATIONS; NICKEL-IRON ALLOYS; OXYGEN EVOLUTION REACTION;

ELECTROCATALYSTS;

EID: 84957583937     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b02291     Document Type: Article

References (51)

1. Walter, M. G.; Warren, E. L.; Mckone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110, 6446-6473 10.1021/cr1002326
2. Wang, H.; Lee, H.-W.; Deng, Y.; Lu, Z.; Hsu, P.-C.; Liu, Y.; Lin, D.; Cui, Yi. Nat. Commun. 2015, 6, 7261 10.1038/ncomms8261
3. Gong, M.; Zhou, W.; Tsai, M.-C.; Zhou, J.; Guan, M.; Lin, M.-C.; Zhang, B.; Hu, Y.; Wang, D.-Y.; Yang, J.; Pennycook, S. J.; Hwang, B.-J.; Dai, H. Nat. Commun. 2014, 5, 4695 10.1038/ncomms5695
4. Kenney, M. J.; Gong, M.; Li, Y.; Wu, J. Z.; Feng, J.; Lanza, M.; Dai, H. Science 2013, 342, 836-840 10.1126/science.1241327
5. Luo, J.; Im, J.-H.; Mayer, M. T.; Schreier, M.; Nazeeruddin, M. K.; Park, N.-G.; Tilley, S. D.; Fan, H. J.; Grätzel, M. Science 2014, 345, 1593-1596 10.1126/science.1258307
6. Reece, S. Y.; Hamel, J. A.; Sung, K.; Jarvi, T. D.; Esswein, A. J.; Pijpers, J. J. H.; Nocera, D. G. Science 2011, 334, 645-648 10.1126/science.1209816
7. Kim, T. W.; Choi, K.-S. Science 2014, 343, 990-994 10.1126/science.1246913
8. Boettcher, S. W.; Spurgeon, J. M.; Putnam, M. C.; Warren, E. L.; Turner-Evans, D. B.; Kelzenberg, M. D.; Maiolo, J. R.; Atwater, H. A.; Lewis, N. S. Science 2010, 327, 185-187 10.1126/science.1180783
9. McCrory, C. C. L.; Jung, S.; Ferrer, I. M.; Chatman, S. M.; Peters, J. C.; Jaramillo, T. F. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4347-4357 10.1021/ja510442p
10. Kibsgaard, J.; Chen, Z.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11, 963-969 10.1038/nmat3439
11. Voiry, D.; Yamaguchi, H.; Li, J.; Silva, R.; Alves, D. C. B.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2013, 12, 850-855 10.1038/nmat3700
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. 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, 9267-9270 10.1021/ja403440e
14. Callejas, J. F.; McEnaney, J. M.; Read, C. G.; Crompton, J. C.; Biacchi, A. J.; Popczun, E. J.; Gordon, T. R.; Lewis, N. S.; Schaak, R. E. ACS Nano 2014, 8, 11101-11107 10.1021/nn5048553
15. Popczun, E. J.; Read, C. G.; Roske, C. W.; Lewis, N. S.; Schaak, R. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 5427-5430 10.1002/anie.201402646
16. Vrubel, H.; Hu, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 12703-12706 10.1002/anie.201207111
17. Tian, J.; Liu, Q.; Cheng, N.; Asiri, A. M.; Sun, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 9577-9581 10.1002/anie.201403842
18. Gong, M.; Li, Y.; Wang, H.; Liang, Y.; Wu, J. Z.; Zhou, J.; Wang, J.; Regier, T.; Wei, F.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8452-8455 10.1021/ja4027715
19. Liang, Y.; Li, Y.; Wang, H.; Zhou, J.; Wang, J.; Regier, T.; Dai, H. Nat. Mater. 2011, 10, 780-786 10.1038/nmat3087
20. Liang, Y.; Wang, H.; Zhou, J.; Li, Y.; Wang, J.; Regier, T.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3517-3523 10.1021/ja210924t
21. Ledendecker, M.; Clavel, G.; Antonietti, M.; Shalom, M. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 393-399 10.1002/adfm.201402078
22. Jin, H.; Wang, J.; Su, D.; Wei, Z.; Pang, Z.; Wang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2688-2694 10.1021/ja5127165
23. Stern, L.-A.; Feng, L.; Song, F.; Hu, X. Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2347-2351 10.1039/C5EE01155H
24. 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, 4535-4538 10.1002/anie.201411450
25. Lu, Q.; Hutchings, G. S.; Yu, W.; Zhou, Y.; Forest, R. V.; Tao, R.; Rosen, J.; Yonemoto, B. T.; Cao, Z.; Zheng, H.; Xiao, J. Q.; Jiao, F.; Chen, J. G. Nat. Commun. 2015, 6, 6567 10.1038/ncomms7567
26. Dunn, S. Int. J. Hydrogen Energy 2002, 27, 235-264 10.1016/S0360-3199(01)00131-8
27. Ledendecker, M.; Krick Calderon, S.; Papp, C.; Steinrck, H.-P.; Antonietti, M.; Shalom, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 12361-12365 10.1002/anie.201502438
28. Ren, J.; Antonietti, M.; Fellinger, T.-P. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1401660 10.1002/aenm.201401660
29. Tang, C.; Wang, H.-S.; Wang, H.-F.; Zhang, Q.; Tian, G.-L.; Nie, J.-Q.; Wei, F. Adv. Mater. 2015, 27, 4516-4522 10.1002/adma.201501901
30. Liang, Y.; Li, Y.; Wang, H.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2013-2036 10.1021/ja3089923
31. Trotochaud, L.; Ranney, J. K.; Williams, K. N.; Boettcher, S. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17253-17261 10.1021/ja307507a
32. Fominykh, K.; Chernev, P.; Zaharieva, I.; Sicklinger, J.; Stefanic, G.; Doblinger, M.; Muller, A.; Pokharel, A.; Bocklein, S.; Scheu, C.; Bein, T.; Fattakhova-Rohlfing, D. ACS Nano 2015, 9, 5180-5188 10.1021/acsnano.5b00520
33. Louie, M. W.; Bell, A. T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12329-12337 10.1021/ja405351s
34. Trotochaud, L.; Young, S. L.; Ranney, J. K.; Boettcher, S. W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6744-6753 10.1021/ja502379c
35. Friebel, D.; Louie, M. W.; Bajdich, M.; Sanwald, K. E.; Cai, Y.; Wise, A. M.; Cheng, M.-J.; Sokaras, D.; Weng, T.-C.; Alonso-Mori, R.; Davis, R. C.; Bargar, J. R.; Nørskov, J. K.; Nilsson, A.; Bell, A. T. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1305-1313 10.1021/ja511559d
36. Klaus, S.; Cai, Y.; Louie, M. W.; Trotochaud, L.; Bell, A. T. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 7243-7254 10.1021/acs.jpcc.5b00105
37. Gao, M.-R.; Cao, X.; Gao, Q.; Xu, Y.-F.; Zheng, Y.-R.; Jiang, J.; Yu, S.-H. ACS Nano 2014, 8, 3970-3978 10.1021/nn500880v
38. Sheng, Z.-H.; Shao, L.; Chen, J.-J.; Bao, W.-J.; Wang, F.-B.; Xia, X.-H. ACS Nano 2011, 5, 4350-4358 10.1021/nn103584t
39. Xing, T.; Zheng, Y.; Li, L. H.; Cowie, B. C. C.; Gunzelmann, D.; Qiao, S. Z.; Huang, S.; Chen, Y. ACS Nano 2014, 8, 6856-6862 10.1021/nn501506p
40. Su, C.; Acik, M.; Takai, K.; Lu, J.; Hao, S.-j.; Zheng, Y.; Wu, P.; Bao, Q.; Enoki, T.; Chabal, Y. J.; Loh, K. P. Nat. Commun. 2012, 3, 1298 10.1038/ncomms2315
41. Chen, C.; Kang, Y.; Huo, Z.; Zhu, Z.; Huang, W.; Xin, H. L.; Snyder, J. D.; Li, D.; Herron, J. A.; Mavrikakis, M.; Chi, M.; More, K. L.; Li, Y.; Markovic, N. M.; Somorjai, G. A.; Yang, P.; Stamenkovic, V. R. Science 2014, 343, 1339-1343 10.1126/science.1249061
42. Gorlin, Y.; Jaramillo, T. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13612-13614 10.1021/ja104587v
43. Subbaraman, R.; Tripkovic, D.; Strmcnik, D.; Chang, K.-C.; Uchimura, M.; Paulikas, A. P.; Stamenkovic, V.; Markovic, N. M. Science 2011, 334, 1256-1260 10.1126/science.1211934
44. McKone, J. R.; Sadtler, B. F.; Werlang, C. A.; Lewis, N. S.; Gray, H. B. ACS Catal. 2013, 3, 166-169 10.1021/cs300691m
45. Yu, X.; Hua, T.; Liu, X.; Yan, Z.; Xu, P.; Du, P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 15395-15402 10.1021/am503938c
46. Zou, X.; Huang, X.; Goswami, A.; Silva, R.; Sathe, B. R.; Mikmekova, E.; Asefa, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 4372-4376 10.1002/anie.201311111
47. Deng, J.; Ren, P.; Deng, D.; Yu, L.; Yang, F.; Bao, X. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1919-1923 10.1039/c4ee00370e
48. Tang, C.; Cheng, N.; Pu, Z.; Xing, W.; Sun, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 9351-9355 10.1002/anie.201503407
49. Wang, X.; Kolen'ko, Y. V.; Bao, X.-Q.; Kovnir, K.; Liu, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 8188-8192 10.1002/anie.201502577
50. Peng, Z.; Jia, D.; Al-Enizi, A. M.; Elzatahry, A. A.; Zheng, G. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1402031 10.1002/aenm.201402031
51. Jiang, N.; You, B.; Sheng, M.; Sun, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 6251-6254 10.1002/anie.201501616