3D WS2 Nanolayers@Heteroatom-Doped Graphene Films as Hydrogen Evolution Catalyst Electrodes

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 28, 2015, Pages 4234-4241

  Duan, Jingjing ^a   Chen, Sheng ^a   Chambers, Benjamin A ^b   Andersson, Gunther G ^b   Qiao, Shi Zhang ^a  

^a UNIVERSITY OF ADELAIDE   (Australia)

^b FLINDERS UNIVERSITY   (Australia)

Author keywords

2D materials; heteroatom doped graphene; hydrogen evolution reaction; van der Waals heterostructures

Indexed keywords

CATALYSTS; ELECTRODES; VAN DER WAALS FORCES;

CATALYST-ELECTRODES; CONDUCTIVE NETWORKS; HETEROATOMS; HETEROSTRUCTURED FILMS; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; LAYER-BY-LAYER ASSEMBLIES; SYNERGISTIC EFFECT; VAN DER WAALS;

GRAPHENE;

EID: 85027940565     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201501692     Document Type: Article

References (59)

1. a) J. G. N. Thomas, Trans. Faraday Soc. 1961, 57, 1603
2. b) J. A. Turner, Science 2004, 305, 972.
3. a) S. Trasatti, J. Electroanal. Chem. 1972, 39, 163
4. b) A. B. Laursen, A. S. Varela, F. Dionigi, H. Fanchiu, C. Miller, O. L. Trinhammer, J. Rossmeisl, S. Dahl, J. Chem. Educ. 2012, 89, 1595
5. c) Y. Zheng, Y. Jiao, Y. Zhu, L. H. Li, Y. Han, Y. Chen, A. Du, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Nat. Commun. 2014, 5, 3783
6. d) J. Xie, H. Zhang, S. Li, R. Wang, X. Sun, M. Zhou, J. Zhou, X. W. Lou, Y. Xie, Adv. Mater. 2013, 25, 5807.
7. a) Y. Li, H. Wang, L. Xie, Y. Liang, G. Hong, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7296
8. b) Z. Xing, Q. Liu, A. M. Asiri, X. Sun, Adv. Mater. 2014, 26, 5702
9. c) R. K. Das, Y. Wang, S. V. Vasilyeva, E. Donoghue, I. Pucher, G. Kamenov, H. P. Cheng, A. G. Rinzler, ACS Nano 2014, 8, 8447.
10. a) D. J. Li, U. N. Maiti, J. Lim, D. S. Choi, W. J. Lee, Y. Oh, G. Y. Lee, S. O. Kim, Nano Lett. 2014, 14, 1228
11. b) Y. Zheng, Y. Jiao, L. H. Li, T. Xing, Y. Chen, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, ACS Nano 2014, 8, 5290
12. c) J. Duan, S. Chen, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, ACS Nano 2015, 9, 931
13. d) K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. M. Dai, Science 2009, 323, 760
14. e) Z. Lin, G. H. Waller, Y. Liu, M. Liu, C. P. Wong, Nano Energy 2013, 2, 241.
15. Y. Ito, W. Cong, T. Fujita, Z. Tang, M. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2131.
16. X. Wang, G. Sun, P. Routh, D. H. Kim, W. Huang, P. Chen, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7067.
17. a) L. Rapoport, Y. Bilik, Y. Feldman, M. Homyonfer, S. R. Cohen, R. Tenne, Nature 1997, 387, 791
18. b) G. Alonso-Núñez, R. Huirache-Acuña, F. Paraguay-Delgado, J. A. Lumbreras, R. García-Alamilla, A. Castillo-Mares, R. Romero, R. Somanathan, R. R. Chianelli, Catal. Lett. 2009, 130, 318
19. c) T. F. Jaramillo, K. P. Jorgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, Science 2007, 317, 100
20. d) D. Voiry, H. Yamaguchi, J. W. Li, R. Silva, D. C. B. Alves, T. Fujita, M. W. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, M. Chhowalla, Nat. Mater. 2013, 12, 850.
21. a) V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano, J. N. Coleman, Science 2013, 340, 1420
22. b) J. N. Coleman, M. Lotya, A. O'Neill, S. D. Bergin, P. J. King, U. Khan, K. Young, A. Gaucher, S. De, R. J. Smith, I. V. Shvets, S. K. Arora, G. Stanton, H. Y. Kim, K. Lee, G. T. Kim, G. S. Duesberg, T. Hallam, J. J. Boland, J. J. Wang, J. F. Donegan, J. C. Grunlan, G. Moriarty, A. Shmeliov, R. J. Nicholls, J. M. Perkins, E. M. Grieveson, K. Theuwissen, D. W. McComb, P. D. Nellist, V. Nicolosi, Science 2011, 331, 568.
23. a) M. A. Lukowski, A. S. Daniel, C. R. English, F. Meng, A. Forticaux, R. J. Hamers, S. Jin, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2608
24. b) B. Mahler, V. Hoepfner, K. Liao, G. A. Ozin, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14121.
25. a) J. Yang, D. Voiry, S. J. Ahn, D. Kang, A. Y. Kim, M. Chhowalla, H. S. Shin, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13751
26. b) Y. Kobayashi, S. Sasaki, S. Mori, H. Hibino, Z. Liu, K. Watanabe, T. Taniguchi, K. Suenaga, Y. Maniwa, Y. Miyata, ACS Nano 2015, 9, 4056.
27. X. Ge, L. Chen, L. Zhang, Y. Wen, A. Hirata, M. Chen, Adv. Mater. 2014, 26, 3100.
28. J. Kibsgaard, Z. Chen, B. N. Reinecke, T. F. Jaramillo, Nat. Mater. 2012, 11, 963.
29. a) X. Yang, C. Cheng, Y. Wang, L. Qiu, D. Li, Science 2013, 341, 534
30. b) X. Yang, J. Zhu, L. Qiu, D. Li, Adv. Mater. 2011, 23, 2833
31. c) M. F. El-Kady, V. Strong, S. Dubin, R. B. Kaner, Science 2012, 335, 1326
32. d) S. Chen, J. Zhu, L. Qiu, D. Li, X. Wang, Chem. Eur. J. 2013, 19, 7631
33. e) X. Zhang, Z. Sui, B. Xu, S. Yue, Y. Luo, W. Zhan, B. Liu, J. Mater. Chem. 2011, 21, 6494
34. f) H. Bi, K. Yin, X. Xie, Y. Zhou, N. Wan, F. Xu, F. Banhart, L. Sun, R. S. Ruoff, Adv. Mater. 2012, 24, 5124
35. g) H. Chen, M. B. Müller, K. J. Gilmore, G. G. Wallace, D. Li, Adv. Mater. 2008, 20, 3557.
36. a) A. K. Geim, I. V. Grigorieva, Nature 2013, 499, 419
37. b) S. J. Haigh, A. Gholinia, R. Jalil, S. Romani, L. Britnell, D. C. Elias, K. S. Novoselov, L. A. Ponomarenko, A. K. Geim, R. Gorbachev, Nat. Mater. 2012, 11, 764
38. c) M. A. Worsley, S. J. Shin, M. D. Merrill, J. Lenhardt, A. J. Nelson, L. Y. Woo, A. E. Gash, T. F. Baumann, C. A. Orme, ACS Nano 2015, 9, 4698.
39. M. Xu, T. Liang, M. Shi, H. Chen, Chem. Rev. 2013, 113, 3766.
40. D. Yang, R. F. Frindt, J. Phys. Chem. Solids 1996, 57, 1113.
41. Z. Zheng, N. Li, C. Q. Wang, D. Y. Li, Y. M. Zhu, G. Wu, Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 13921.
42. a) J. G. Song, J. Park, W. Lee, T. Choi, H. Jung, C. W. Lee, S. H. Hwang, J. M. Myoung, J. H. Jung, S. H. Kim, C. Lansalot-Matras, H. Kim, ACS Nano 2013, 7, 11333
43. b) A. L. Elias, N. Perea-Lopez, A. Castro-Beltran, A. Berkdemir, R. Lv, S. Feng, A. D. Long, T. Hayashi, Y. A. Kim, M. Endo, H. R. Gutierrez, N. R. Pradhan, L. Balicas, T. E. Mallouk, F. Lopez-Urias, H. Terrones, M. Terrones, ACS Nano 2013, 7, 5235
44. c) L. Salvati, L. E. Makovsky, J. M. Stencel, F. R. Brown, D. M. Hercules, J. Phys. Chem. 1981, 85, 3700.
45. a) D. S. Yang, D. Bhattacharjya, S. Inamdar, J. Park, J. S. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16127
46. b) J. Duan, S. Chen, S. Dai, S. Z. Qiao, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2072
47. c) Y. Wen, B. Wang, C. Huang, L. Wang, D. Hulicova-Jurcakova, Chem. Eur. J. 2015, 21, 80.
48. C. Nethravathi, A. A. Jeffery, M. Rajamathi, N. Kawamoto, R. Tenne, D. Golberg, Y. Bando, ACS Nano 2013, 7, 7311.
49. M. J. McAllister, J. L. Li, D. H. Adamson, H. C. Schniepp, A. A. Abdala, J. Liu, M. Herrera-Alonso, D. L. Milius, R. Car, R. K. Prud'homme, I. A. Aksay, Chem. Mater. 2007, 19, 4396.
50. L. Cheng, W. Huang, Q. Gong, C. Liu, Z. Liu, Y. Li, H. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7860.
51. J. Xie, J. Zhang, S. Li, F. Grote, X. Zhang, H. Zhang, R. Wang, Y. Lei, B. Pan, Y. Xie, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17881.
52. a) E. Navarro-Flores, Z. Chong, S. Omanovic, J. Mol. Catal. A 2005, 226, 179
53. b) L. Liao, J. Zhu, X. Bian, L. Zhu, M. D. Scanlon, H. H. Girault, B. Liu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5326.
54. a) M. Wu, C. Cao, J. Z. Jiang, Nanotechnology 2010, 21, 505202
55. b) X. Li, H. Wang, J. T. Robinson, H. Sanchez, G. Diankov, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15939.
56. E. Cruz-Silva, F. Lopez-Urias, E. Munoz-Sandoval, B. G. Sumpter, H. Terrones, J. C. Charlier, V. Meunier, M. Terrones, ACS Nano 2009, 3, 1913.
57. a) L. Zhao, R. He, K. T. Rim, T. Schiros, K. S. Kim, H. Zhou, C. Gutierrez, S. P. Chockalingam, C. J. Arguello, L. Palova, D. Nordlund, M. S. Hybertsen, D. R. Reichman, T. F. Heinz, P. Kim, A. Pinczuk, G. W. Flynn, A. N. Pasupathy, Science 2011, 333, 999
58. b) X. K. Kong, C. L. Chen, Q. W. Chen, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 2841.
59. L. Wang, I. Meric, P. Y. Huang, Q. Gao, Y. Gao, H. Tran, T. Taniguchi, K. Watanabe, L. M. Campos, D. A. Muller, J. Guo, P. Kim, J. Hone, K. L. Shepard, C. R. Dean, Science 2013, 342, 614.