Synthesis of three-dimensional (3D) hierarchically porous iron–nickel nanoparticles encapsulated in boron and nitrogen-codoped porous carbon nanosheets for accelerated water splitting

材料科学 分解水 氮气 化学工程 催化作用 碳纤维 多孔介质 纳米颗粒 多孔性 纳米技术 无机化学 冶金 化学 复合数 复合材料 光催化 有机化学 工程类
作者
Mian Li,Fei Guo,Lan Xiao,Yibin Wang,Yingjie Zhang,Xiangjie Bo,Tingting Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier]
卷期号:652: 758-769 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.07.069
摘要

Designing two-dimensional (2D) porous carbon nanosheets is a promising strategy for enhancing the water-splitting activities of non-noble metal catalysts. In this study, we developed a novel method for synthesizing the novel three-dimensional (3D) hierarchically porous iron-nickel (FeNi) nanoparticles encapsulated in boron (B) and nitrogen (N)-codoped porous carbon nanosheets (denoted as FeNi@BNPCNS). Owing to the advantages of morphology and structure of B and N, 10.31 atom % of B/N active centers were successfully doped into the optimal FeNi@BNPCNS-800 nanosheets. FeNi@BNPCNS-800 exhibited better hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) electrocatalytic activities than control catalysts in an alkaline solution. However, the HER and OER electrocatalytic activities of FeNi@BNPCNS-800 were slightly lower than 20 wt% Pt/C and RuO2. The FeNi@BNPCNS-800||FeNi@BNPCNS-800 electrolyzer achieved 10 mA cm-2 at 1.514 V, which was 73 mV lower than that of 20 wt% Pt/C||RuO2 electrolyzer (1.587 V). The perfect 3D honeycomb-like architectures, abundant mesopores/defects, and abundant electrocatalytic active sites were attributed to the outstanding water-splitting performances of FeNi@BNPCNS-800 nanosheets. This study provides an efficient strategy for the large-scale, rapid, and low-cost fabrication of 2D porous carbon nanosheets without using any template, surfactant, or expensive raw material, thus presenting a simple approach to design advanced non-noble metal electrocatalysts for water splitting.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
第十二夜完成签到,获得积分10
1秒前
zhaoxi完成签到 ,获得积分10
1秒前
zhz完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
贺光萌完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
那小子真帅完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
华仔应助幸福胡萝卜采纳,获得10
5秒前
6秒前
越越发布了新的文献求助10
7秒前
小面面完成签到 ,获得积分10
7秒前
小鱼发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
9秒前
qiancheng完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
FashionBoy应助bb采纳,获得10
12秒前
13秒前
orixero应助小鱼采纳,获得10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
玩命的雁丝完成签到 ,获得积分10
14秒前
何斐完成签到 ,获得积分10
15秒前
LIU发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
海边看日出完成签到,获得积分20
16秒前
帅气的梦松完成签到 ,获得积分20
17秒前
123lx完成签到,获得积分10
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
zlk发布了新的文献求助10
19秒前
22秒前
科研通AI2S应助多情雨灵采纳,获得10
25秒前
聪慧的凉面关注了科研通微信公众号
25秒前
26秒前
狂野世立完成签到,获得积分10
29秒前
慕青应助leiyuekai采纳,获得10
29秒前
Tiger发布了新的文献求助30
30秒前
JamesPei应助LIU采纳,获得10
30秒前
30秒前
越越发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Human Embryology and Developmental Biology 7th Edition 2000
The Developing Human: Clinically Oriented Embryology 12th Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5405647
关于积分的说明 15343886
捐赠科研通 4883555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625085
邀请新用户注册赠送积分活动 1573951
关于科研通互助平台的介绍 1530896