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 无机化学 化学工程 物理化学 冶金 光电子学 有机化学 光催化 复合材料 电极 化学 计算机科学 工程类 复合数 程序设计语言 电化学 戒指(化学)
作者
Yongwei Zhang,Sining Yun,Jiaoe Dang,Changwei Dang,Guangping Yang,Yinhao Wang,Zhuolei Liu,Yingying Deng
出处
期刊:Materials Today Physics [Elsevier]
卷期号:27: 100785-100785 被引量:17
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
Czzzz发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
Hshi发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
4秒前
学术渣发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
遇见0608发布了新的文献求助10
6秒前
selfevidbet完成签到,获得积分10
6秒前
AoAoo发布了新的文献求助10
9秒前
柠檬酸发布了新的文献求助10
9秒前
罗同学完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
shinysparrow应助123采纳,获得20
11秒前
12秒前
CipherSage应助111采纳,获得10
12秒前
Hao应助熬夜shang咖啡采纳,获得10
12秒前
可爱的函函应助李老头采纳,获得10
13秒前
学术渣完成签到,获得积分10
13秒前
我爱科研完成签到,获得积分10
13秒前
ikssu应助陶菊苏月采纳,获得10
14秒前
初见发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
汉堡包应助mg采纳,获得10
16秒前
cheng完成签到,获得积分20
17秒前
我是老大应助神内小大夫采纳,获得10
17秒前
17秒前
丹霞应助ldgsd采纳,获得10
17秒前
曦鸽子发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
unicorn菁发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
柠檬酸完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
21秒前
23秒前
young发布了新的文献求助10
23秒前
打打应助zmrright采纳,获得10
23秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2481326
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144104
关于积分的说明 5468299
捐赠科研通 1866532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927659
版权声明 563032
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496371