Operando Electrodeposition of Nonprecious Metal Copper Nanocatalysts on Low-Dimensional Support Materials for Nitrate Reduction Reactions

纳米材料基催化剂 铜 材料科学 金属 硝酸盐 无机化学 还原(数学) 氧化还原 纳米技术 化学 冶金 有机化学 几何学 数学
作者
Shu Fen Tan,Hany Roslie,Teddy Salim,Zengyu Han,Dongshuang Wu,Caihong Liang,Lim Fong Teo,Yeng Ming Lam
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (29): 19220-19231 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c04947
摘要

Supported nonprecious metal catalysts such as copper (Cu) are promising replacements for Pt-based catalysts for a wide range of energy-related electrochemical reactions. Direct electrochemical deposition is one of the most straightforward and versatile methods to synthesize supported nonprecious metal catalysts. However, further advancement in the design of supported nonprecious metal catalysts requires a detailed mechanistic understanding of the interplay between kinetics and thermodynamics of the deposition phenomena under realistic reaction conditions. Here, we study the electrodeposition of Cu on carbon nanotubes and graphene derivatives under electrochemical conditions using in situ liquid cell transmission electron microscopy (TEM). By combining real-time imaging, electrochemical measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and finite-element analysis (FEA), we show that low-dimensional support materials, especially carbon nanotubes, are excellent for generating uniform and finely dispersed platinum group metal-(PGM)-free catalysts under mild electrochemical conditions. The electrodeposited Cu on graphene and carbon nanotubes is also observed to show good electrochemical activity toward nitrate reduction reactions (NO 3 RRs), further supported by density functional theory (DFT) calculations. Nitrogen doping plays an important role in guiding nonprecious metal deposition, but its low electrical conductivity may give rise to lower NO 3 RR activity compared to its nondoped analogue. The development of supported nonprecious metals through interfacial and surface engineering for the design of supported catalysts will substantially reduce the demand for precious metals and generate robust catalysts with better durability, thereby presenting opportunities for solving the critical problems in energy storage and electrocatalysis.
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
兴奋彩虹完成签到,获得积分10
刚刚
LITM完成签到,获得积分10
刚刚
research发布了新的文献求助10
1秒前
Yichen发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
红茶冰可可完成签到 ,获得积分10
2秒前
星辰大海的应助被zxr采纳,获得10
3秒前
3秒前
ichisencha完成签到,获得积分20
3秒前
Michelle913给Michelle913的求助进行了留言
3秒前
英姑的应助被杨子采纳,获得10
4秒前
ding的应助被pancake采纳,获得10
4秒前
myyyyy完成签到,获得积分10
4秒前
可可完成签到,获得积分10
4秒前
爆米花的应助被Ttt采纳,获得10
5秒前
5秒前
dyuguo3发布了新的文献求助10
5秒前
piacerance发布了新的文献求助10
5秒前
hhhhhhh完成签到,获得积分10
6秒前
可可发布了新的文献求助10
7秒前
行则将至完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
快乐代曼完成签到,获得积分10
8秒前
kelly完成签到 ,获得积分10
8秒前
丘比特的应助被单行采纳,获得10
10秒前
10秒前
青木聪聪完成签到,获得积分10
10秒前
木鱼发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
13秒前
13秒前
null的应助被chen测采纳,获得10
13秒前
14秒前
嘎哈完成签到,获得积分10
14秒前
piacerance完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
小晴天的应助被Jxw采纳,获得10
15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
RNA结合蛋白调控丝状真菌次级代谢的分子机制及功能研究 2000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Critical Psychology 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8145303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544308
关于积分的说明 21662107
捐赠科研通 7731240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422644
关于科研通互助平台的介绍 2547723
邀请新用户注册赠送积分活动 2465410