Core-Shell ZIF-8@ZIF-67-Derived CoP Nanoparticle-Embedded N-Doped Carbon Nanotube Hollow Polyhedron for Efficient Overall Water Splitting

Journal of the American Chemical Society

Volumn 140, Issue 7, 2018, Pages 2610-2618

  Pan, Yuan ^a,b   Sun, Kaian ^b   Liu, Shoujie ^a,c   Cao, Xing ^a   Wu, Konglin ^a,c   Cheong, Weng Chon ^a   Chen, Zheng ^a   Wang, Yu ^a   Li, Yang ^a   Liu, Yunqi ^b   Wang, Dingsheng ^a   Peng, Qing ^a   Chen, Chen ^a   Li, Yadong ^a  

^a TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

^b CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM   (China)

^c ANHUI NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON NANOTUBES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DOPING (ADDITIVES); ELECTROCATALYSTS; ELECTRODES; ELECTRONIC STATES; GEOMETRY; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES; NANOTUBES; PRECIOUS METALS; SHELLS (STRUCTURES); YARN;

ELECTROCATALYTIC PERFORMANCE; ELECTRON TRANSFER; HOLLOW POLYHEDRONS; HYBRID NANOSTRUCTURES; NANOPARTICLE (NPS); OXYGEN EVOLUTION REACTION; STRONG STABILITY; SYNERGISTIC EFFECT;

CORE SHELL NANOPARTICLES;

CARBON NANOTUBE; HYDROGEN; OXYGEN; WATER;

ARTICLE; BINDING AFFINITY; CALCULATION; CATALYSIS; CATALYST; CHEMICAL REACTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRIC CURRENT; ELECTRIC POTENTIAL; ELECTROCATALYSIS; ELECTRON TRANSPORT; INVESTIGATIVE PROCEDURES; MOLECULAR EVOLUTION; OXIDATION; PARTICLE SIZE; PHOSPHIDATION; PYROLYSIS; SYNTHESIS; WATER SPLITTING;

EID: 85042386691     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.7b12420     Document Type: Article

References (62)

1. Wang, J.; Xu, F.; Jin, H.; Chen, Y.; Wang, Y. Adv. Mater. 2017, 29, 1605838 10.1002/adma.201605838
2. Kuang, M.; Wang, Q.; Han, P.; Zheng, G. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700193 10.1002/aenm.201700193
3. Yang, H. B.; Miao, J.; Hung, S. F.; Chen, J.; Tao, H. B.; Wang, X.; Zhang, L.; Chen, R.; Gao, J.; Chen, H. M.; Dai, L.; Liu, B. Sci. Adv. 2016, 2, e1501122 10.1126/sciadv.1501122
4. Gray, H. B. Nat. Chem. 2009, 1, 7 10.1038/nchem.141
5. Wu, H. B.; Xia, B. Y.; Yu, L.; Yu, X. Y.; Lou, X. W. Nat. Commun. 2015, 6, 6512 10.1038/ncomms7512
6. Zhang, C.; Antonietti, M.; Fellinger, T. P. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 7655-7665 10.1002/adfm.201402770
7. Tao, H. B.; Fang, L.; Chen, J.; Yang, H. B.; Gao, J.; Miao, J.; Chen, S.; Liu, B. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9978-9985 10.1021/jacs.6b05398
8. Wang, H. Y.; Hung, S. F.; Chen, H. Y.; Chan, T. S.; Chen, H. M.; Liu, B. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 36-39 10.1021/jacs.5b10525
9. Liu, D.; Lu, Q.; Luo, Y.; Sun, X.; Asiri, A. M. Nanoscale 2015, 7, 15122-15126 10.1039/C5NR04064G
10. Sun, C.; Dong, Q.; Yang, J.; Dai, Z.; Lin, J.; Chen, P.; Huang, W.; Dong, X. Nano Res. 2016, 9, 2234-2243 10.1007/s12274-016-1110-1
11. Chen, W. F.; Sasaki, K.; Ma, C.; Frenkel, A. I.; Marinkovic, N.; Muckerman, J. T.; Zhu, Y.; Adzic, R. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6131-6135 10.1002/anie.201200699
12. Li, Y.; Zhang, H.; Jiang, M.; Zhang, Q.; He, P.; Sun, X. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702513 10.1002/adfm.201702513
13. Zhao, Z.; Schipper, D. E.; Leitner, A. P.; Thirumalai, H.; Chen, J.; Xie, L.; Qin, F.; Alam, M. K.; Grabow, L. C.; Chen, S.; Wang, D.; Ren, Z.; Wang, Z.; Whitmire, K. H.; Bao, J. Nano Energy 2017, 39, 444 10.1016/j.nanoen.2017.07.027
14. Yan, L.; Cao, L.; Dai, P.; Gu, X.; Liu, D.; Li, L.; Wang, Y.; Zhao, X. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1703455 10.1002/adfm.201703455
15. Pu, Z.; Amiinu, I. S.; Kou, Z.; Li, W.; Mu, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 11559-11564 10.1002/anie.201704911
16. Jiang, P.; Liu, Q.; Liang, Y.; Tian, J.; Asiri, A. M.; Sun, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 12855-12859 10.1002/anie.201406848
17. 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
18. Huang, Z.; Chen, Z.; Chen, Z.; Lv, C.; Humphrey, M. G.; Zhang, C. Nano Energy 2014, 9, 373-382 10.1016/j.nanoen.2014.08.013
19. Pan, Y.; Lin, Y.; Chen, Y.; Liu, Y.; Liu, C. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 4745-4754 10.1039/C6TA00575F
20. Huang, J.; Li, Y.; Xia, Y.; Zhu, J.; Yi, Q.; Wang, H.; Xiong, J.; Sun, Y.; Zou, G. Nano Res. 2017, 10, 1010-1020 10.1007/s12274-016-1360-y
21. 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
22. Wang, S.; Zhang, L.; Li, X.; Li, C.; Zhang, R.; Zhang, Y.; Zhu, H. Nano Res. 2017, 10, 415-425 10.1007/s12274-016-1301-9
23. Tian, J.; Liu, Q.; Cheng, N.; Asiri, A. M.; Sun, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 9577-9581 10.1002/anie.201403842
24. Xiao, P.; Sk, M. A.; Thia, L.; Ge, X.; Lim, R. J.; Wang, J. Y.; Lim, K. H.; Wang, X. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2624-2629 10.1039/C4EE00957F
25. Yang, J.; Zhang, F.; Wang, X.; He, D.; Wu, G.; Yang, Q.; Hong, X.; Wu, Y.; Li, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 12854-12858 10.1002/anie.201604315
26. Du, H.; Gu, S.; Liu, R.; Li, C. M. J. Power Sources 2015, 278, 540-545 10.1016/j.jpowsour.2014.12.095
27. Xing, Z.; Liu, Q.; Asiri, A. M.; Sun, X. ACS Catal. 2015, 5, 145-149 10.1021/cs5014943
28. Liu, P.; Rodriguez, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14871-14878 10.1021/ja0540019
29. Zhang, G.; Wang, G.; Liu, Y.; Liu, H.; Qu, J.; Li, J. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14686-14693 10.1021/jacs.6b08491
30. Zhu, Y. P.; Liu, Y. P.; Ren, T. Z.; Yuan, Z. Y. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 7337-7347 10.1002/adfm.201503666
31. Song, J.; Zhu, C.; Xu, B. Z.; Fu, S.; Engelhard, M. H.; Ye, R.; Du, D.; Beckman, S. P.; Lin, Y. Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1601555 10.1002/aenm.201601555
32. Liang, H. W.; Bruller, S.; Dong, R.; Zhang, J.; Feng, X. L.; Müllen, K. Nat. Commun. 2015, 6, 7992 10.1038/ncomms8992
33. Strickland, K.; Miner, E.; Jia, Q. Y.; Tylus, U.; Ramaswamy, N.; Liang, W. T.; Sougrati, M. T.; Jaouen, F.; Mukerjee, S. Nat. Commun. 2015, 6, 7343 10.1038/ncomms8343
34. Kuo, C. H.; Tang, Y.; Chou, L. Y.; Sneed, B. T.; Brodsky, C. N.; Zhao, Z.; Tsung, C. K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14345-14348 10.1021/ja306869j
35. Liu, Z. Q.; Cheng, H.; Li, N.; Ma, T. Y.; Su, Y. Z. Adv. Mater. 2016, 28, 3777-3784 10.1002/adma.201506197
36. Peng, S.; Li, L.; Han, X.; Sun, W.; Srinivasan, M.; Mhaisalkar, S. G.; Cheng, F.; Yan, Q.; Chen, J.; Ramakrishna, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 12594-12599 10.1002/anie.201408876
37. Yin, P.; Yao, T.; Wu, Y.; Zheng, L.; Lin, Y.; Liu, W.; Ju, H.; Zhu, J.; Hong, X.; Deng, Z.; Zhou, G.; Wei, S.; Li, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 10800-10805 10.1002/anie.201604802
38. Tang, J.; Salunkhe, R. R.; Liu, J.; Torad, N. L.; Imura, M.; Furukawa, S.; Yamauchi, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1572-1580 10.1021/ja511539a
39. Chen, Y. Z.; Wang, C.; Wu, Z. Y.; Xiong, Y.; Xu, Q.; Yu, S. H.; Jiang, H. L. Adv. Mater. 2015, 27, 5010-5016 10.1002/adma.201502315
40. Liu, S.; Wang, Z.; Zhou, S.; Yu, F.; Yu, M.; Chiang, C. Y.; Zhou, W.; Zhao, J.; Qiu, J. Adv. Mater. 2017, 29, 1700874 10.1002/adma.201700874
41. Park, K. S.; Ni, Z.; Côte, A. P.; Choi, J. Y.; Huang, R. D.; Uribe-Romo, F. J.; Chae, H. K.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 10186-10191 10.1073/pnas.0602439103
42. Banerjee, R.; Phan, A.; Wang, B.; Knobler, C.; Furukawa, H.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2008, 319, 939-943 10.1126/science.1152516
43. Hu, L.; Huang, Y. M.; Zhang, F. P.; Chen, Q. W. Nanoscale 2013, 5, 4186-4190 10.1039/c3nr00623a
44. Wu, H. B.; Wei, S.; Zhang, L.; Xu, R.; Hng, H. H.; Lou, X. W. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 10804-10808 10.1002/chem.201301689
45. Chen, Y. M.; Li, X. Y.; Park, K.; Song, J.; Hong, J. H.; Zhou, L. M.; Mai, Y. W.; Huang, H. T.; Goodenough, J. B. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16280-16283 10.1021/ja408421n
46. Xia, B. Y.; Yan, Y.; Li, N.; Wu, H. B.; Lou, X. W.; Wang, X. Nat. Energy 2016, 1, 15006 10.1038/nenergy.2015.6
47. Huang, X. K.; Cui, S. M.; Chang, J. B.; Hallac, P. B.; Fell, C. R.; Luo, Y. T.; Metz, B.; Jiang, J. W.; Hurley, P. T.; Chen, J. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1490-1493 10.1002/anie.201409530
48. Ha, D. H.; Moreau, L. M.; Bealing, C. R.; Zhang, H.; Hennig, R. G.; Robinson, R. D. J. Mater. Chem. 2011, 21, 11498-11510 10.1039/c1jm10337g
49. Liu, Z. Q.; Cheng, H.; Li, N.; Ma, T. Y.; Su, Y. Z. Adv. Mater. 2016, 28, 3777-3784 10.1002/adma.201506197
50. Liu, Q.; Tian, J.; Cui, W.; Jiang, P.; Cheng, N.; Asiri, A. M.; Sun, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 6710-6714 10.1002/anie.201404161
51. Jin, H.; Wang, J.; Su, D.; Wei, Z.; Pang, Z.; Wang, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2688-2694 10.1021/ja5127165
52. Wang, J.; Ji, L.; Chen, Z. ACS Catal. 2016, 6, 6987-6992 10.1021/acscatal.6b01837
53. Kong, S.; Wang, H.; Lu, Z.; Cui, Y. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4897-4900 10.1021/ja501497n
54. 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, 197-203 10.1038/nmat4481
55. Tang, C.; Gan, L.; Zhang, R.; Lu, W.; Jiang, X.; Asiri, A. M.; Sun, X.; Wang, J.; Chen, L. Nano Lett. 2016, 16, 6617-6621 10.1021/acs.nanolett.6b03332
56. Zhou, L.; Shao, M.; Li, J.; Jiang, S.; Wei, M.; Duan, X. Nano Energy 2017, 41, 583-590 10.1016/j.nanoen.2017.10.009
57. Skúlason, E.; Karlberg, G. S.; Rossmeisl, J.; Bligaard, T.; Greeley, J.; Jónsson, H.; Nørskov, J. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 3241-3250 10.1039/B700099E
58. Hinnemann, B.; Moses, P. G.; Bonde, J.; Jørgensen, K. P.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5308-5309 10.1021/ja0504690
59. Greeley, J.; Nørskov, J. K. Surf. Sci. 2007, 601, 1590-1598 10.1016/j.susc.2007.01.037
60. He, P.; Yu, X. Y.; Lou, X. W. D. Angew. Chem. 2017, 129, 3955-3958 10.1002/ange.201612635
61. Fei, H.; Dong, J.; Arellano-Jiménez, M. J.; Ye, G.; Kim, N. D.; Samuel, E. L. G.; 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
62. Zhuang, M.; Ou, X.; Dou, Y.; Zhang, L.; Zhang, Q.; Wu, R.; Ding, Y.; Shao, M.; Luo, Z. Nano Lett. 2016, 16, 4691 10.1021/acs.nanolett.6b02203