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 BV]
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
临河盗龙发布了新的文献求助10
2秒前
马兆凤发布了新的文献求助200
2秒前
快乐疯样完成签到,获得积分10
2秒前
瑶瑶完成签到,获得积分10
3秒前
gin完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
6秒前
樱铃完成签到,获得积分10
6秒前
小猫喵喵关注了科研通微信公众号
6秒前
夏彦的华生小姐完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
兰先生完成签到,获得积分10
9秒前
勤恳怀梦完成签到,获得积分10
10秒前
zxt完成签到 ,获得积分10
11秒前
JWKim完成签到,获得积分10
11秒前
Yanz发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
一只滦完成签到,获得积分10
12秒前
杨一一完成签到 ,获得积分10
13秒前
点凌蝶完成签到,获得积分10
13秒前
开心超人完成签到,获得积分10
13秒前
小巴德完成签到,获得积分10
14秒前
cis2014完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
Zosty完成签到,获得积分10
15秒前
科研通AI2S应助临河盗龙采纳,获得30
15秒前
何某人完成签到,获得积分10
16秒前
帅气的沧海完成签到 ,获得积分10
16秒前
嘿嘿嘿嘿发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
wxj完成签到 ,获得积分10
17秒前
rwj发布了新的文献求助10
18秒前
水水完成签到 ,获得积分10
18秒前
huichuanyin完成签到 ,获得积分10
18秒前
lalala应助Yanz采纳,获得10
18秒前
今后应助嘻哈采纳,获得10
20秒前
20秒前
无情的镜子完成签到,获得积分10
22秒前
AL完成签到,获得积分10
23秒前
内向的跳跳糖完成签到,获得积分10
24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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444859
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258667
关于积分的说明 17592118
捐赠科研通 5504564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901598
邀请新用户注册赠送积分活动 1878567
关于科研通互助平台的介绍 1718178