Formation of FeOOH Nanosheets Induces Substitutional Doping of CeO2−x with High‐Valence Ni for Efficient Water Oxidation

材料科学 过电位 价(化学) 兴奋剂 析氧 电催化剂 化学工程 分解水 氧气 氧化物 金属 过渡金属 无机化学 催化作用 物理化学 化学 冶金 电极 光催化 光电子学 工程类 生物化学 有机化学 电化学
作者
Jun Yu,Jian Wang,Xia Long,Lei Chen,Qi Cao,Jian Wang,Chen Qiu,Jongwoo Lim,Shihe Yang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:11 (4) 被引量:154
标识
DOI:10.1002/aenm.202002731
摘要

Abstract Transition metal elements such as Ni in high oxidation states can promote oxygen evolution reaction (OER) activity, but it is difficult to prepare dispersed Ni 3+ or even Ni 4+ species under mild conditions. Herein, a one‐step synthesis of high‐valence nickel‐doped CeO 2− x covered with FeOOH nanosheets in the presence of Ni 2+ /Fe 3+ is reported. A series of ex situ and in situ experiments reveal the etching effect on ceria of the H + species from the hydrolysis of Fe 3+ , which induces substitutional doping of Ni 2+ ions into the etched sites and their further oxidation to the high‐valance Ni 3+ /Ni 4+ by coupling to the Ce 4+ /Ce 3+ pair in the oxygen‐vacancy‐rich CeO 2− x . Concomitantly, Fe 3+ is deposited on the surface of ceria as FeOOH nanosheets. The dispersed high‐valent Ni 3+ /Ni 4+ coupled with the decorated FeOOH nanosheets on CeO 2− x leads to efficient OER electrocatalysis with a low overpotential of 195 mV cm −2 at a current density of 10 mA cm −2 and a high turnover frequency (TOF) of 0.99 s −1 , which, to the best of the authors’ knowledge represents the best Ce‐containing OER catalyst reported to date, and comparable to other top OER catalysts. This work opens an avenue for engineering high‐valence metal ions in an oxide matrix for the OER or other oxidation reactions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
rose发布了新的文献求助10
1秒前
WYX完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
俭朴冬瓜完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
DDD发布了新的文献求助30
3秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
一盏壶完成签到,获得积分10
7秒前
愤怒的如天完成签到 ,获得积分10
7秒前
Gloyxtg发布了新的文献求助10
8秒前
维生素发布了新的文献求助10
9秒前
yznfly应助Xzj采纳,获得20
10秒前
桐桐应助Xzj采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
14秒前
15秒前
科研通AI6应助maqin采纳,获得10
15秒前
汉堡包应助回忆采纳,获得10
16秒前
winne发布了新的文献求助10
16秒前
阿楊发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI2S应助阿泽采纳,获得10
18秒前
wanci应助Ao采纳,获得10
19秒前
JeanetteJin发布了新的文献求助10
20秒前
皮皮发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
123发布了新的文献求助10
22秒前
24秒前
25秒前
winne完成签到,获得积分10
26秒前
情怀应助hala安胖胖采纳,获得10
27秒前
123发布了新的文献求助10
28秒前
www完成签到,获得积分10
28秒前
29秒前
gxh发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
执着雨泽发布了新的文献求助10
30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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
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 5649984
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4779520
关于积分的说明 15050791
捐赠科研通 4808902
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2571905
邀请新用户注册赠送积分活动 1528157
关于科研通互助平台的介绍 1486950