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
刚刚
洁净怜寒完成签到,获得积分10
1秒前
fafaf完成签到,获得积分20
1秒前
小白白发布了新的文献求助10
1秒前
huangyao完成签到,获得积分10
1秒前
molihuakai应助张亭亭采纳,获得10
1秒前
爆米花应助西瓜炒蛋采纳,获得10
2秒前
zoeeeey发布了新的文献求助10
2秒前
wang应助简单沛山采纳,获得10
2秒前
lys发布了新的文献求助10
2秒前
勤恳的金鱼完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
JamesPei应助南北采纳,获得10
3秒前
3秒前
奋斗的小彭完成签到,获得积分10
4秒前
洁净怜寒发布了新的文献求助10
5秒前
香蕉觅云应助Ruiiiiii采纳,获得10
7秒前
彭于晏应助能干的人采纳,获得10
7秒前
Q女士的论文在哪里完成签到 ,获得积分10
7秒前
清爽的颜发布了新的文献求助10
10秒前
典雅紫萍完成签到,获得积分10
10秒前
NexusExplorer应助SC30采纳,获得10
10秒前
10秒前
crazycathaha发布了新的文献求助10
10秒前
qq867完成签到,获得积分20
10秒前
张亭亭完成签到,获得积分20
10秒前
11秒前
领导范儿应助huang采纳,获得30
11秒前
zoeeeey完成签到,获得积分10
11秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Copyright应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
星辰大海应助zhoazhoazhao123采纳,获得10
12秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
星辰大海应助66采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7192306
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8828813
关于积分的说明 18640072
捐赠科研通 6827566
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175675
关于科研通互助平台的介绍 2327499
邀请新用户注册赠送积分活动 2150076