Controllable oxygen vacancies and morphology engineering: Ultra-high HER/OER activity under base–acid conditions and outstanding antibacterial properties

析氧 催化作用 材料科学 空位缺陷 纳米材料 氧气 化学工程 分解水 兴奋剂 过渡金属 纳米技术 退火(玻璃) 电化学 电催化剂 贵金属 金属 化学 物理化学 结晶学 冶金 电极 光电子学 工程类 光催化 生物化学 有机化学
作者
Hongyao Xue,Alan Meng,Tongqing Yang,Zhenjiang Li,Chunjun Chen
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:71: 639-651 被引量:74
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.04.052
摘要

Introducing vacancy defects and unique morphology is an effective strategy to improve the catalytic performance of transition metal compounds. However, precisely controlling the amount of vacancy defects remains challenging. Here, we propose a facile and efficient hydrothermal accompanying an annealing method to synthesize a series of Mn-doped CoO nanomaterials with controllable oxygen vacancies and unique morphology. The oxygen vacancies amount can be precisely controlled by adjusting the Mn-doping content and is positively correlated with catalytic performance. It was found that the oxygen vacancies amount can reach up to 38.2% over the Mn-doped CoO nanomaterials, resulting in ultra-high hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) catalytic activity (HER: 25.6 and 37 mV at 10 mA cm−2; OER: 301 and 322 mV at 50 mA cm−2) under both basic and acidic conditions, while reaching 10 mA cm−2 for an ultra-low cell voltage of only 1.52 V, which exceeds that of Pt/C/RuO2 and all reported non-noble metal oxide catalysts. The DFT calculations reveal oxygen vacancies can optimize H* and HOO* intermediates adsorption free energy, thus improving the HER and OER performance. Interestingly, the Mn-doped CoO with rich oxygen vacancies exhibits excellent antibacterial properties in vitro of biomedicine. This work provides new ideas and methods for the rational design and precise control of vacancy defects in transition metal compounds and explores their potential application value in electrochemical water splitting and biomedical fields.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
Ivan完成签到 ,获得积分10
1秒前
吕圆圆圆啊完成签到,获得积分10
1秒前
嘻嘻完成签到,获得积分10
2秒前
冷月fan发布了新的文献求助10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助50
2秒前
3秒前
怡然的烤鸡完成签到,获得积分10
3秒前
jiangjiang完成签到,获得积分10
4秒前
透明的木头完成签到,获得积分10
4秒前
小冠军完成签到,获得积分10
4秒前
小高爱科研完成签到,获得积分10
4秒前
烂漫青槐完成签到,获得积分10
4秒前
nnn完成签到,获得积分10
4秒前
阿狄丽娜发布了新的文献求助10
4秒前
书蠹诗魔完成签到,获得积分10
4秒前
westernline完成签到,获得积分10
5秒前
怕孤独的如凡完成签到 ,获得积分10
5秒前
...完成签到,获得积分10
6秒前
危机的毛衣完成签到,获得积分10
6秒前
fafafa完成签到,获得积分10
6秒前
ceeray23发布了新的文献求助200
7秒前
zhang应助小鹏采纳,获得10
7秒前
7秒前
ada完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
Vincent完成签到,获得积分10
9秒前
夜倾心完成签到,获得积分10
9秒前
荔枝的油饼iKun完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
能干寻芹完成签到,获得积分10
10秒前
斯文败类应助zhaozi采纳,获得10
11秒前
科研通AI5应助zhaozi采纳,获得10
11秒前
共享精神应助zhaozi采纳,获得30
11秒前
Zx_1993应助zhaozi采纳,获得10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
studystudy完成签到,获得积分10
13秒前
牛牛牛发布了新的文献求助20
14秒前
LLLLL发布了新的文献求助10
14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
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Electrochemistry: Volume 17 600
Physical Chemistry: How Chemistry Works 500
SOLUTIONS Adhesive restoration techniques restorative and integrated surgical procedures 500
Energy-Size Reduction Relationships In Comminution 500
Principles Of Comminution, I-Size Distribution And Surface Calculations 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4946045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4210330
关于积分的说明 13087390
捐赠科研通 3990895
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2184843
邀请新用户注册赠送积分活动 1200218
关于科研通互助平台的介绍 1113922