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
烟花应助追寻的画笔采纳,获得10
1秒前
Ava应助正直胡萝卜采纳,获得10
1秒前
时尚的初柔完成签到,获得积分10
4秒前
小蘑菇应助水滇采纳,获得10
5秒前
柴胡完成签到,获得积分10
7秒前
ella发布了新的文献求助10
7秒前
su完成签到,获得积分10
7秒前
lhy1150469792完成签到,获得积分10
9秒前
kk发布了新的文献求助10
10秒前
CCS发布了新的文献求助10
10秒前
酒歌完成签到,获得积分10
12秒前
李健的粉丝团团长应助ydd采纳,获得10
13秒前
木子发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
加油呀完成签到,获得积分10
15秒前
lemon完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
xiaoshuwang完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
su发布了新的文献求助10
19秒前
molihuakai应助Ade采纳,获得10
20秒前
端庄谷南完成签到 ,获得积分10
20秒前
xibei完成签到,获得积分10
20秒前
Min完成签到,获得积分10
21秒前
史行天完成签到 ,获得积分10
23秒前
Erica发布了新的文献求助10
24秒前
Mrend完成签到,获得积分20
24秒前
顾矜应助笑点低的彩虹采纳,获得10
24秒前
Lucas应助11采纳,获得10
26秒前
merlin完成签到,获得积分10
26秒前
Gaoacu完成签到,获得积分10
26秒前
Owen应助冷静的凝云采纳,获得10
27秒前
时尚溪流完成签到,获得积分10
27秒前
张军辉发布了新的文献求助10
28秒前
徐晓悦完成签到,获得积分20
29秒前
30秒前
30秒前
kk关闭了kk文献求助
30秒前
33秒前
冯尔蓝发布了新的文献求助10
34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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 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 6516196
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8309187
关于积分的说明 17760503
捐赠科研通 5618470
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925391
邀请新用户注册赠送积分活动 1902427
关于科研通互助平台的介绍 1763548