In Situ Electrochemically Derived Nanoporous Oxides from Transition Metal Dichalcogenides for Active Oxygen Evolution Catalysts

Nano Letters

Volumn 16, Issue 12, 2016, Pages 7588-7596

  Chen, Wei ^a   Liu, Yayuan ^a   Li, Yuzhang ^a   Sun, Jie ^a   Qiu, Yongcai ^a   Liu, Chong ^a   Zhou, Guangmin ^a   Cui, Yi ^a,b  

^a Stanford University   (United States)

^b SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

Author keywords

electrocatalysts; in situ electrochemical tuning; nanoporous metal oxides; oxygen evolution reaction; transition metal chalcogenides

Indexed keywords

CATALYSTS; CHALCOGENIDES; ELECTROCATALYSTS; ELECTROCHEMICAL OXIDATION; ELECTROLYSIS; INORGANIC COMPOUNDS; IONIZATION OF GASES; METALS; NICKEL; OXIDATION; OXYGEN; SELENIUM COMPOUNDS; TRANSITION METAL COMPOUNDS;

ELECTROCHEMICAL ACTIVITIES; ELECTROCHEMICAL TUNING; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; NANOPOROUS METALS; OXYGEN EVOLUTION REACTION; TRANSITION METAL CHALCOGENIDES; TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; TRANSITION-METAL OXIDES;

TRANSITION METALS;

EID: 85006470289     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03458     Document Type: Article

References (69)

1. Walter, M. G.; Warren, E. L.; McKone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q. X.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110 (11) 6446-6473 10.1021/cr1002326
2. Gray, H. B. Nat. Chem. 2009, 1 (1) 7-7 10.1038/nchem.141
3. Gratzel, M. Nature 2001, 414 (6861) 338-344 10.1038/35104607
4. Cheng, F. Y.; Chen, J. Chem. Soc. Rev. 2012, 41 (6) 2172-2192 10.1039/c1cs15228a
5. Steele, B. C. H.; Heinzel, A. Nature 2001, 414 (6861) 345-352 10.1038/35104620
6. McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W. Chem. Rev. 2006, 106 (11) 4455-4483 10.1021/cr0204294
7. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J. R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473 (7345) 55-65 10.1038/nature09913
8. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321 (5892) 1072-1075 10.1126/science.1162018
9. Ruttinger, W.; Dismukes, G. C. Chem. Rev. 1997, 97 (1) 1-24 10.1021/cr950201z
10. Yagi, M.; Kaneko, M. Chem. Rev. 2001, 101 (1) 21-35 10.1021/cr980108l
11. Dau, H.; Limberg, C.; Reier, T.; Risch, M.; Roggan, S.; Strasser, P. ChemCatChem 2010, 2 (7) 724-761 10.1002/cctc.201000126
12. 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 (6) 550-557 10.1038/nmat3313
13. McCrory, C. C. L.; Jung, S. H.; Peters, J. C.; Jaramillo, T. F. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (45) 16977-16987 10.1021/ja407115p
14. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Brennaman, M. K.; Hoertz, P. G.; Patrocinio, A. O. T.; Iha, N. Y. M.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Acc. Chem. Res. 2009, 42 (12) 1954-1965 10.1021/ar9001526
15. Xu, K.; Chen, P. Z.; Li, X. L.; Tong, Y.; Ding, H.; Wu, X. J.; Chu, W. S.; Peng, Z. M.; Wu, C. Z.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137 (12) 4119-4125 10.1021/ja5119495
16. Liang, H. F.; Meng, F.; Caban-Acevedo, M.; Li, L. S.; Forticaux, A.; Xiu, L. C.; Wang, Z. C.; Jin, S. Nano Lett. 2015, 15 (2) 1421-1427 10.1021/nl504872s
17. Song, F.; Hu, X. L. Nat. Commun. 2014, 5, 4477 10.1038/ncomms5477
18. Tuysuz, H.; Hwang, Y. J.; Khan, S. B.; Asiri, A. M.; Yang, P. D. Nano Res. 2013, 6 (1) 47-54 10.1007/s12274-012-0280-8
19. Yang, Y.; Fei, H. L.; Ruan, G. D.; Xiang, C. S.; Tour, J. M. ACS Nano 2014, 8 (9) 9518-9523 10.1021/nn503760c
20. Li, H.; Wu, J. M. T.; Yin, Z. Y.; Zhang, H. Acc. Chem. Res. 2014, 47 (4) 1067-1075 10.1021/ar4002312
21. Tan, C. L.; Zhang, H. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (9) 2713-2731 10.1039/C4CS00182F
22. Zhang, H. ACS Nano 2015, 9 (10) 9451-9469 10.1021/acsnano.5b05040
23. Wang, H. T.; Yuan, H. T.; Hong, S. S.; Li, Y. B.; Cui, Y. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (9) 2664-2680 10.1039/C4CS00287C
24. Yuan, H. T.; Wang, H. T.; Cui, Y. Acc. Chem. Res. 2015, 48 (1) 81-90 10.1021/ar5003297
25. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7 (11) 699-712 10.1038/nnano.2012.193
26. Xu, M. S.; Liang, T.; Shi, M. M.; Chen, H. Z. Chem. Rev. 2013, 113 (5) 3766-3798 10.1021/cr300263a
27. Wang, H.; Yu, L. L.; Lee, Y. H.; Shi, Y. M.; Hsu, A.; Chin, M. L.; Li, L. J.; Dubey, M.; Kong, J.; Palacios, T. Nano Lett. 2012, 12 (9) 4674-4680 10.1021/nl302015v
28. Kong, D. S.; Wang, H. T.; Cha, J. J.; Pasta, M.; Koski, K. J.; Yao, J.; Cui, Y. Nano Lett. 2013, 13 (3) 1341-1347 10.1021/nl400258t
29. Morosan, E.; Zandbergen, H. W.; Dennis, B. S.; Bos, J. W. G.; Onose, Y.; Klimczuk, T.; Ramirez, A. P.; Ong, N. P.; Cava, R. J. Nat. Phys. 2006, 2 (8) 544-550 10.1038/nphys360
30. Laursen, A. B.; Kegnaes, S.; Dahl, S.; Chorkendorff, I. Energy Environ. Sci. 2012, 5 (2) 5577-5591 10.1039/c2ee02618j
31. Yun, W. S.; Han, S. W.; Hong, S. C.; Kim, I. G.; Lee, J. D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012, 85 (3) 033305 10.1103/PhysRevB.85.033305
32. Jariwala, D.; Sangwan, V. K.; Lauhon, L. J.; Marks, T. J.; Hersam, M. C. ACS Nano 2014, 8 (2) 1102-1120 10.1021/nn500064s
33. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M. W.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13 (12) 6222-6227 10.1021/nl403661s
34. Podzorov, V.; Gershenson, M. E.; Kloc, C.; Zeis, R.; Bucher, E. Appl. Phys. Lett. 2004, 84 (17) 3301-3303 10.1063/1.1723695
35. Stephenson, T.; Li, Z.; Olsen, B.; Mitlin, D. Energy Environ. Sci. 2014, 7 (1) 209-231 10.1039/C3EE42591F
36. Komsa, H. P.; Kotakoski, J.; Kurasch, S.; Lehtinen, O.; Kaiser, U.; Krasheninnikov, A. V. Phys. Rev. Lett. 2012, 109 (3) 035503 10.1103/PhysRevLett.109.035503
37. Kong, D. S.; Cha, J. J.; Wang, H. T.; Lee, H. R.; Cui, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6 (12) 3553-3558 10.1039/c3ee42413h
38. Lu, Q. P.; Yu, Y. F.; Ma, Q. L.; Chen, B.; Zhang, H. Adv. Mater. 2016, 28 (10) 1917-1933 10.1002/adma.201503270
39. Li, Y. G.; Wang, H. L.; Xie, L. M.; Liang, Y. Y.; Hong, G. S.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (19) 7296-7299 10.1021/ja201269b
40. Xie, J. F.; Zhang, J. J.; Li, S.; Grote, F.; Zhang, X. D.; Zhang, H.; Wang, R. X.; Lei, Y.; Pan, B. C.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (47) 17881-17888 10.1021/ja408329q
41. Pumera, M.; Sofer, Z.; Ambrosi, A. J. Mater. Chem. A 2014, 2 (24) 8981-8987 10.1039/c4ta00652f
42. Yang, J.; Shin, H. S. J. Mater. Chem. A 2014, 2 (17) 5979-5985 10.1039/C3TA14151A
43. Kong, D. S.; Wang, H. T.; Lu, Z. Y.; Cui, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (13) 4897-4900 10.1021/ja501497n
44. Zhang, X.; Lai, Z. C.; Tan, C. L.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55 (31) 8816-8838 10.1002/anie.201509933
45. Zhao, W. W.; Zhang, C.; Geng, F. Y.; Zhuo, S. F.; Zhang, B. ACS Nano 2014, 8 (10) 10909-10919 10.1021/nn504755x
46. Zhou, W. J.; Wu, X. J.; Cao, X. H.; Huang, X.; Tan, C. L.; Tian, J.; Liu, H.; Wang, J. Y.; Zhang, H. Energy Environ. Sci. 2013, 6 (10) 2921-2924 10.1039/c3ee41572d
47. Liu, Q.; Jin, J. T.; Zhang, J. Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5 (11) 5002-5008 10.1021/am4007897
48. Gao, M. R.; Xu, Y. F.; Jiang, J.; Zheng, Y. R.; Yu, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (6) 2930-2933 10.1021/ja211526y
49. Liu, Y.; Cheng, H.; Lyu, M.; Fan, S.; Liu, Q.; Zhang, W.; Zhi, Y.; Wang, C.; Xiao, C.; Wei, S.; Ye, B.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (44) 15670-15675 10.1021/ja5085157
50. Gao, M. R.; Cao, X.; Gao, Q.; Xu, Y. F.; Zheng, Y. R.; Jiang, J.; Yu, S. H. ACS Nano 2014, 8 (4) 3970-3978 10.1021/nn500880v
51. Tang, C.; Cheng, N. Y.; Pu, Z. H.; Xing, W.; Sun, X. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54 (32) 9351-9355 10.1002/anie.201503407
52. Chen, W.; Wang, H.; Li, Y.; Liu, Y.; Sun, J.; Lee, S.; Lee, J.-S.; Cui, Y. ACS Cent. Sci. 2015, 1 (5) 244-251 10.1021/acscentsci.5b00227
53. Caban-Acevedo, M.; Faber, M. S.; Tan, Y. Z.; Hamers, R. J.; Jin, S. Nano Lett. 2012, 12 (4) 1977-1982 10.1021/nl2045364
54. Feng, Y. J.; He, T.; Alonso-Vante, N. Electrochim. Acta 2009, 54 (22) 5252-5256 10.1016/j.electacta.2009.03.052
55. Sun, R. S.; Chan, M. K. Y.; Ceder, G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 83 (23) 235311 10.1103/PhysRevB.83.235311
56. Chao, Y. S.; Tsai, D. S.; Wu, A. P.; Tseng, L. W.; Huang, Y. S. Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38 (14) 5655-5664 10.1016/j.ijhydene.2013.03.006
57. Yang, J.; Cheng, G. H.; Zeng, J. H.; Yu, S. H.; Liu, X. M.; Qian, Y. T. Chem. Mater. 2001, 13 (3) 848-853 10.1021/cm0005945
58. Vanderheide, H.; Hemmel, R.; Vanbruggen, C. F. J. Solid State Chem. 1980, 33 (1) 17-25 10.1016/0022-4596(80)90543-5
59. Liu, Y. W.; Cheng, H.; Lyu, M. J.; Fan, S. J.; Liu, Q. H.; Zhang, W. S.; Zhi, Y. D.; Wang, C. M.; Xiao, C.; Wei, S. Q.; Ye, B. J.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (44) 15670-15675 10.1021/ja5085157
60. Gao, M. R.; Liu, S. A.; Jiang, J.; Cui, C. H.; Yao, W. T.; Yu, S. H. J. Mater. Chem. 2010, 20 (42) 9355-9361 10.1039/c0jm01547d
61. Yang, J.; Liu, H. W.; Martens, W. N.; Frost, R. L. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (1) 111-119 10.1021/jp908548f
62. Schenck, C. V.; Dillard, J. G.; Murray, J. W. J. Colloid Interface Sci. 1983, 95 (2) 398-409 10.1016/0021-9797(83)90199-6
63. McAlpin, J. G.; Surendranath, Y.; Dinca, M.; Stich, T. A.; Stoian, S. A.; Casey, W. H.; Nocera, D. G.; Britt, R. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (20) 6882-6883 10.1021/ja1013344
64. Zheng, Y. R.; Gao, M. R.; Gao, Q.; Li, H. H.; Xu, J.; Wu, Z. Y.; Yu, S. H. Small 2015, 11 (2) 182-188 10.1002/smll.201401423
65. Hamdani, M.; Singh, R. N.; Chartier, P. Int. J. Electrochem. Sc. 2010, 5 (4) 556-577
66. Burke, M. S.; Kast, M. G.; Trotochaud, L.; Smith, A. M.; Boettcher, S. W. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137 (10) 3638-3648 10.1021/jacs.5b00281
67. Kibsgaard, J.; Chen, Z. B.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11 (11) 963-969 10.1038/nmat3439
68. Diaz-Morales, O.; Ledezma-Yanez, I.; Koper, M. T. M.; Calle-Vallejo, F. ACS Catal. 2015, 5 (9) 5380-5387 10.1021/acscatal.5b01638
69. Plaisance, C. P.; van Santen, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137 (46) 14660-14672 10.1021/jacs.5b07779