当前位置：
X-MOL 学术
›
ACS Appl. Mater. Interfaces
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Growth of One-Dimensional RuO2 Nanowires on g-Carbon Nitride: An Active and Stable Bifunctional Electrocatalyst for Hydrogen and Oxygen Evolution Reactions at All pH Values
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2016-10-17 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.6b10436 Tanmay Bhowmik 1 , Manas Kumar Kundu 1 , Sudip Barman 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2016-10-17 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.6b10436 Tanmay Bhowmik 1 , Manas Kumar Kundu 1 , Sudip Barman 1
Affiliation
|
Development of highly efficient and durable bifunctional electrocatalyst for hydrogen and oxygen evolution reactions (HER and OER) is essential for efficient solar fuel generation. The commercial RuO2 or RuO2-based catalysts are highly active toward OER, but their poor stability under different operating conditions is the main obstacle for their commercialization. Herein, we report growth of one-dimensional highly crystalline RuO2 nanowires on carbon nitride (1D-RuO2-CNx) for their applications in HER and OER at all pH values. The 1D-RuO2-CNx, as an OER catalyst, exhibits a low onset overpotential of ∼200 mV in both acidic and basic media, whereas Tafel slopes are 52 and 56 mV/dec in acidic and basic media, respectively. This catalyst requires a low overpotential of 250 and 260 mV to drive the current density of 10 mA cm–2 in acidic and basic media, respectively. The mass activity of 1D-RuO2-CNx catalyst is 352 mA mg–1, which is ∼14 times higher than that of commercial RuO2. Most importantly, the 1D-RuO2-CNx catalyst has remarkably higher stability compared to commercial RuO2. This catalyst also exhibits superior HER activity with a current density of 10 mAcm–2 at ∼93 and 95 mV in acidic and basic media. The HER Tafel slopes of this catalyst are 40 mV/dec in acidic condition and 70 mV/dec in basic condition. The HER activity of this catalyst is slightly lower than Pt/C in acidic media, whereas in basic media it is comparable or even better than that of Pt/C at higher overpotentials. The HER stability of this catalyst is also better than that of Pt/C in all pH solutions. This superior catalytic activity of 1D-RuO2-CNx composite can be attributed to catalyst–support interaction, enhanced mass and electron transport, one-dimensional morphology, and highly crystalline rutile RuO2 structure.
中文翻译：
一维RuO 2纳米线在g-碳氮化物上的生长：在所有pH值下用于氢和氧释放反应的活性且稳定的双功能电催化剂
开发用于氢和氧逸出反应（HER和OER）的高效，耐用的双功能电催化剂对于高效产生太阳能至关重要。商业上基于RuO 2或RuO 2的催化剂对OER具有很高的活性，但是在不同的操作条件下稳定性差是其商业化的主要障碍。在本文中，我们报道了一维高度结晶的RuO 2纳米线在氮化碳（1D-RuO 2 -CN x）上的生长，以用于在所有pH值下的HER和OER中。1D-RuO 2 -CN x，作为OER催化剂，在酸性和碱性介质中均显示出约200 mV的低起始超电势，而在酸性和碱性介质中Tafel斜率分别为52和56 mV / dec。该催化剂要求在酸性和碱性介质中分别具有250和260 mV的低过电位，以驱动10 mA cm –2的电流密度。1D-RuO 2 -CN x催化剂的质量活度为352 mA mg –1，比市售RuO 2高约14倍。最重要的是，与商业RuO 2相比，1D-RuO 2 -CN x催化剂具有显着更高的稳定性。该催化剂还具有优异的HER活性，电流密度为10 mAcm在酸性和碱性介质中约为93和95 mV时为–2。该催化剂的HER Tafel斜率在酸性条件下为40mV / dec，在碱性条件下为70mV / dec。在酸性介质中，该催化剂的HER活性略低于Pt / C，而在碱性介质中，在较高的超电势下，其HER活性与Pt / C相当甚至更好。在所有pH溶液中，该催化剂的HER稳定性也优于Pt / C。1D-RuO 2 -CN x复合材料的这种优异的催化活性可归因于催化剂与载体的相互作用，增强的质量和电子传输，一维形态和高度结晶的金红石型RuO 2结构。
更新日期：2016-10-17
中文翻译：
一维RuO 2纳米线在g-碳氮化物上的生长：在所有pH值下用于氢和氧释放反应的活性且稳定的双功能电催化剂
开发用于氢和氧逸出反应（HER和OER）的高效，耐用的双功能电催化剂对于高效产生太阳能至关重要。商业上基于RuO 2或RuO 2的催化剂对OER具有很高的活性，但是在不同的操作条件下稳定性差是其商业化的主要障碍。在本文中，我们报道了一维高度结晶的RuO 2纳米线在氮化碳（1D-RuO 2 -CN x）上的生长，以用于在所有pH值下的HER和OER中。1D-RuO 2 -CN x，作为OER催化剂，在酸性和碱性介质中均显示出约200 mV的低起始超电势，而在酸性和碱性介质中Tafel斜率分别为52和56 mV / dec。该催化剂要求在酸性和碱性介质中分别具有250和260 mV的低过电位，以驱动10 mA cm –2的电流密度。1D-RuO 2 -CN x催化剂的质量活度为352 mA mg –1，比市售RuO 2高约14倍。最重要的是，与商业RuO 2相比，1D-RuO 2 -CN x催化剂具有显着更高的稳定性。该催化剂还具有优异的HER活性，电流密度为10 mAcm在酸性和碱性介质中约为93和95 mV时为–2。该催化剂的HER Tafel斜率在酸性条件下为40mV / dec，在碱性条件下为70mV / dec。在酸性介质中，该催化剂的HER活性略低于Pt / C，而在碱性介质中，在较高的超电势下，其HER活性与Pt / C相当甚至更好。在所有pH溶液中，该催化剂的HER稳定性也优于Pt / C。1D-RuO 2 -CN x复合材料的这种优异的催化活性可归因于催化剂与载体的相互作用，增强的质量和电子传输，一维形态和高度结晶的金红石型RuO 2结构。
京公网安备 11010802027423号