Controlling the Active Sites of Sulfur-Doped Carbon Nanotube-Graphene Nanolobes for Highly Efficient Oxygen Evolution and Reduction Catalysis

Advanced Energy Materials

Volumn 6, Issue 5, 2016, Pages

  El Sawy, Abdelhamid M ^a,b   Mosa, Islam M ^a,b   Su, Dong ^c   Guild, Curtis J ^a   Khalid, Syed ^c   Joesten, Raymond ^a   Rusling, James F ^a   Suib, Steven L ^a  

^a UNIVERSITY OF CONNECTICUT   (United States)

^b Tanta University   (Egypt)

^c BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

bifunctional catalysts; metal free catalysis; nanolobes; oxygen evolution reaction; oxygen reduction reaction

Indexed keywords

CARBON NANOTUBES; CATALYSIS; CATALYSTS; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTRON ENERGY LEVELS; ELECTRON ENERGY LOSS SPECTROSCOPY; ELECTRON SCATTERING; ENERGY DISSIPATION; FUEL CELLS; GRAPHENE; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; IRIDIUM; METALS; NANOTUBES; OXYGEN; REGENERATIVE FUEL CELLS; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SULFUR; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY ABSORPTION; YARN;

BI-FUNCTIONAL CATALYSTS; METAL-FREE CATALYSIS; NANOLOBES; OXYGEN EVOLUTION REACTION; OXYGEN REDUCTION REACTION;

CATALYST ACTIVITY;

EID: 84959892258     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201501966     Document Type: Article

References (48)

1. R. Subbaraman, D. Tripkovic, K. C. Chançg, D. Strmcnik, A. P. Paulikas, P. Hirunsit, M. Chan, J. Greeley, V. Stamenkovic, N. M. Markovic, Nat. Mater. 2012, 11, 550.
2. M. Carmo, D. L. Fritz, J. Merge, D. Stolten, Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 4901.
3. J. Suntivich, K. J. May, H. A. Gasteiger, J. B. Goodenough, Y. Shao-Horn, Science 2011, 334, 1383.
4. T. W. Kim, K. S. Choi, Science 2014, 343, 990.
5. M. J. Kenney, M. Gong, Y. G. Li, J. Z. Wu, J. Feng, M. Lanza, H. J. Dai, Science 2013, 342, 836.
6. Q. S. Yin, J. M. Tan, C. Besson, Y. V. Geletii, D. G. Musaev, A. E. Kuznetsov, Z. Luo, K. I. Hardcastle, C. L. Hill, Science 2010, 328, 342.
7. A. Grimaud, K. J. May, C. E. Carlton, Y. L. Lee, M. Risch, W. T. Hong, J. G. Zhou, Y. Shao-Horn, Nat. Commun. 2013, 4, 2439.
8. A. J. Esswein, M. J. McMurdo, P. N. Ross, A. T. Bell, T. D. Tilley, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15068.
9. T. Maiyalagan, K. A. Jarvis, S. Therese, P. J. Ferreira, A. Manthiram, Nat. Commun. 2014, 5, 3949.
10. X. Liu, Z. Chang, L. Luo, T. Xu, X. Lei, J. Liu, X. Sun, Chem. Mater. 2014, 26, 1889.
11. A. Iyer, J. Del-Pilar, C. K. King'ondu, E. Kissel, H. F. Garces, H. Huang, A. M. El-Sawy, P. K. Dutta, S. L. Suib, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6474.
12. R. Pokhrel, M. K. Goetz, S. E. Shaner, X. Wu, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8384.
13. A. M. El-Sawy, C. K. King'ondu, C. Kuo, D. A. Kriz, C. J. Guild, C. Meng, S. J. Frueh, S. Dharmarathna, S. N. Ehrlich, S. L. Suib, Chem. Mater. 2014, 26, 5752.
14. Y. Gorlin, C. J. Chung, J. D. Benck, D. Nordlund, L. Seitz, T. C. Weng, D. Sokaras, B. M. Clemens, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4920;
15. C. H. Kuo, W. Li, L. Pahalagedara, A. M. El-Sawy, D. Kriz, N. Genz, C. Guild, T. Ressler, S. L. Suib, J. He, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2345.
16. Z. Zhuang, W. Sheng, Y. Yan, Adv. Mater. 2014, 26, 3950.
17. K. P. Gong, F. Du, Z. H. Xia, M. Durstock, L. M. Dai, Science 2009, 323, 760;
18. J. Liang, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 11496;
19. c) Z. Yang, Z. Yao, G. F. Li, G. Y. Fang, H. G. Nie, Z. Liu, X. M. Zhou, X. Chen, S. M. Huang, ACS Nano 2012, 6, 205;
20. d) C. Z. Zhang, N. Mahmood, H. Yin, F. Liu, Y. L. Hou, Adv. Mater. 2013, 25, 4932;
21. e) Y. Zheng, Y. Jiao, L. Ge, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3110;
22. f) J. Tang, J. Liu, C. Li, Y. Li, M. O. Tade, S. Dai, Y. Yamauchi, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 588;
23. g) Z. Lin, G. Waller, Y. Liu, M. Liu, C. P. Wong, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 884.
24. Y. Zheng, Y. Jiao, L. H. Li, T. Xing, Y. Chen, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, ACS Nano 2014, 8, 5290.
25. S. Chen, J. Duan, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Adv. Mater. 2014, 26, 2925;
26. Y. Zhao, R. Nakamura, K. Kamiya, S. Nakanishi, K. Hashimoto, Nat. Commun. 2013, 4, 2390;
27. c) Z. Y. Lin, G. H. Waller, Y. Liu, M. L. Liu, C. P. Wong, Carbon 2013, 53, 130.
28. T. Y. Ma, S. Dai, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7281.
29. J. Zhang, Z. Zhao, Z. Xia, L. Dai, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 444.
30. X. Lu, W.-L. Yim, B. H. R. Suryanto, C. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2901.
31. D. V. Kosynkin, A. L. Higginbotham, A. Sinitskii, J. R. Lomeda, A. Dimiev, B. K. Price, J. M. Tour, Nature 2009, 458, 872.
32. Y. G. Li, W. Zhou, H. L. Wang, L. M. Xie, Y. Y. Liang, F. Wei, J. C. Idrobo, S. J. Pennycook, H. J. Dai, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 394.
33. A. Manceau, K. L. Nagy, Geochim. Cosmochim. Acta 2012, 99, 206.
34. D. Wang, H. L. Xin, R. Hovden, H. Wang, Y. Yu, D. A. Muller, F. J. DiSalvo, H. D. Abruna, Nat. Mater. 2013, 12, 81.
35. A. Chuvilin, E. Bichoutskaia, M. C. Gimenez-Lopez, T. W. Chamberlain, G. A. Rance, N. Kuganathan, J. Biskupek, U. Kaiser, A. N. Khlobystov, Nat. Mater. 2011, 10, 687.
36. G. Zheng, Q. Zhang, J. J. Cha, Y. Yang, W. Li, Z. W. Seh, Y. Cui, Nano Lett. 2013, 13, 1265.
37. S. Chen, J. Duan, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Adv. Mater. 2014, 26, 2925;
38. Z. Wen, S. Ci, Y. Hou, J. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6496;
39. c) C. Tian, Q. Zhang, B. Zhang, Y. Jin, J. Huang, D. S. Su, F. Wei, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 5956;
40. d) G. L. Tian, M. Q. Zhao, D. Yu, X. Y. Kong, J. Q. Huang, Q. Zhang, F. Wei, Small 2014, 10, 2251.
41. D. R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc., Boca Raton, FL 2000.
42. Y. Meng, D. Voiry, A. Goswami, X. Zou, X. Huang, M. Chhowalla, Z. Liu, T. Asefa, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13554.
43. T. Maiyalagan, K. A. Jarvis, S. Therese, P. J. Ferreira, A. Manthiram, Nat. Commun. 2014, 5, 3949.
44. H. Kim, K. Lee, S. I. Woo, Y. Jung, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 17505.
45. Y. Y. Liang, Y. G. Li, H. L. Wang, J. G. Zhou, J. Wang, T. Regier, H. J. Dai, Nat. Mater. 2011, 10, 780;
46. Y. J. Sa, K. Kwon, J. Y. Cheon, F. Kleitz, S. H. Joo, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 9992.
47. M. R. Gao, W. C. Sheng, Z. B. Zhuang, Q. R. Fang, S. Gu, J. Jiang, Y. S. Yan, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7077.
48. M. Huynh, D. K. Bediako, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6002.