Nickel-iron diselenide hollow nanoparticles with strongly hydrophilic surface for enhanced oxygen evolution reaction activity
Nickel-iron diselenide hollow nanoparticles with strongly hydrophilic surface for enhanced oxygen evolution reaction activity
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具有强亲水表面的二硒化镍铁中空纳米粒子，可增强析氧反应活性
DOI：
10.1016/j.electacta.2018.08.039
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发表时间：
2018-10
影响因子：
6.6
通讯作者：
Wang Chundong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lv Lin;Li Zhishan;Ruan Yunjun;Chang Yaoxing;Ao Xiang;Li Jian-Gang;Yang Zhaoxi;Wang Chundong
开发稳定的、地球资源丰富的、低成本的、高效的电催化剂以实现绿色能源的生态友好利用是非常期望的，同时仍然具有挑战性。在这项研究中，我们报告了一锅水热合成聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰的镍-铁二硒化物中空纳米粒子具有强亲水性的表面，其中空结构可以归因于Kirkendall效应。由于PVP中的内酰胺基团具有较强的极性，易于与水分子发生相互作用，因此PVP的引入有效地改善了电催化剂的表面润湿性。与未修饰的镍-铁二硒化物空心纳米粒子相比，这种PVP修饰的镍-铁二硒化物空心纳米粒子在1 M KOH水溶液中仅需要255 mV的低过电位来驱动10 mA cm− 2的几何电流密度。此外，这种PVP参与的电催化剂产生56 mV dec-1的低塔菲尔斜率，并具有显著的长期耐久性。这种表面工程的见解提供了一个指示，为制造高效OER电催化剂。
It is highly desired while remains challenging to explore stable, earth-abundant, low-cost, and high-efficient electrocatalysts towards eco-friendly utilization of green energy. In this study, we report a one-pot hydrothermal synthesis of polyvinyl-pyrrolidone (PVP)-decorated nickel-iron diselenide hollow nanoparticles with strongly hydrophilic surface, the hollow architecture of which could be assigned to the Kirkendall effect. As the lactam groups in PVP are strongly polar and incline to interact with water molecules, the surface wettability of the electrocatalyst was effectively improved after PVP was introduced. Compared with the pristine one, such PVP decorated nickel-iron diselenide hollow nanoparticles demands only a low overpotential of 255 mV to drive a geometrical current density of 10 mA cm−2in 1 M KOH aqueous solution. Moreover, this PVP involved electrocatalyst yields a low Tafel slope of 56 mV dec−1and possesses remarkably long-term durability. This surface engineering insight provides an indication for fabrication of high-efficient OER electrocatalysts.
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