Defect engineering via ternary nonmetal doping boosts the catalytic activity of ZIF-derived carbon-based metal-free catalysts for photovoltaics and water splitting

非金属 材料科学 过电位 三元运算 催化作用 杂原子 兴奋剂 碳纤维 金属 分解水 纳米技术 光伏 无机化学 化学工程 物理化学 冶金 光电子学 光伏系统 有机化学 光催化 复合材料 工程类 程序设计语言 计算机科学 戒指(化学) 电极 电化学 复合数 化学 生态学 生物
作者
Yongwei Zhang,Sining Yun,Jiaoe Dang,Changwei Dang,Guangping Yang,Ke Wang,Zhuolei Liu,Yingying Deng
出处
期刊:Materials Today Physics [Elsevier BV]
卷期号:27: 100785-100785 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.mtphys.2022.100785
摘要

The precise adjustment of the electronic structure of catalysts is an effective but difficult strategy for enhancing their catalytic performance. In this work, a defect engineering strategy was adopted to optimize the electronic structure of zeolitic imidazole zinc framework (ZIF)-derived in-situ nitrogen-doped carbon (N–C) via doping with nonmetal atoms (B and P/S). The doped nonmetal atoms altered the regular geometric construction of the catalyst and redistributed the electrons on the substrate, thus modifying the adsorption properties and catalytic ability of the catalyst. Benefitting from the modified electronic structure, enhanced structural defects, and synergistic effects among the different atoms, the N, B, and P/S co-doped carbon catalysts (BPN–C and BSN-C) exhibited enhanced catalytic activity. The best results were observed for BSN-C, which exhibited excellent catalytic activity for triiodide reduction reaction (IRR) in a photovoltaic device with an efficiency of 8.23%, superior to that of Pt (7.20%). BSN-C also produced a low overpotential of 129.7 mV at the current density of 10 mA cm−2 in an alkaline hydrogen evolution reaction (HER). BPN-C and BSN-C displayed remarkable stability in the IRR and HER. This work presents a promising strategy for designing superior carbon-based metal-free catalysts via multivariate doping with non-metal heteroatoms for new energy applications.
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
田様应助俭朴钢铁侠采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
wenjiaolin发布了新的文献求助10
1秒前
次我完成签到,获得积分10
2秒前
长安给长安的求助进行了留言
2秒前
科研通AI5应助赵mz采纳,获得10
2秒前
单身的青柏完成签到 ,获得积分10
3秒前
无花果应助宏hong采纳,获得10
4秒前
4秒前
李健应助sai采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
花花完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
麓麓菌完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
沉静的蜗牛完成签到,获得积分10
8秒前
故笺发布了新的文献求助10
9秒前
秋丶凡尘发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
211完成签到 ,获得积分10
9秒前
蔚岚影落发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
沉静立辉完成签到,获得积分10
9秒前
迷城发布了新的文献求助10
9秒前
boltos发布了新的文献求助10
10秒前
星辰大海应助张同学采纳,获得10
11秒前
11秒前
zyy0605完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
觉皇完成签到,获得积分10
11秒前
Srui发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
郭郭盖过发布了新的文献求助10
12秒前
DQ发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3817577
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3360882
关于积分的说明 10410010
捐赠科研通 3078935
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1690894
邀请新用户注册赠送积分活动 814197
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 768065