Electronic modulation of NiS-PBA/CNT with boosted water oxidation performance realized by a rapid microwave-assisted in-situ partial sulfidation

硫化 过电位 塔菲尔方程 催化作用 材料科学 化学工程 微波食品加热 纳米技术 原位 电化学 化学 物理化学 电极 有机化学 计算机科学 工程类 电信
作者
Bin Wang,Xinqiang Wang,Zegao Wang,Katam Srinivas,Xiaojuan Zhang,Bo Yu,Dongxu Yang,Wanli Zhang,Tai‐Chu Lau,Yuanfu Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:420: 130481-130481 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.130481
摘要

Hydrogen is considered as the promising renewable resources in future C-free systems, but more efficient and scalable synthesis is required to enable its widespread deployment. Here, in-situ generated hierarchical NiS-PBA/CNT hybrid has been fabricated which combined the high conductivity and electrocatalytic activity together. Through study the electronic structure, it was found that the electron transfer among metal atom enable higher activity. The optimized NiS-PBA/CNT delivers an ultralow overpotential of 253 mV @ 20 mA cm−2, a small Tafel slope of 49.8 mV dec-1, and can work steadily for more than 40 h with a Faradic efficiency of 95.5%. Density functional theory calculations based on the NiS-PBA, NiS and PBA model reveal that the enhanced catalytic activities of NiS-PBA is mainly manifested in its lower free energy of rate-determining step (the oxidation of *OH to *O) and higher electrical conductivity. This work provides a novel partial sulfidation strategy for PBA to significantly boost catalytic performance. And the microwave-assisted solvothermal reaction offers a novel mild implementation toward in situ heterogeneous doping for carbon matrix.

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