In situ construction of surface defects of carbon-doped ternary cobalt-nickel-iron phosphide nanocubes for efficient overall water splitting

Abstract:
The ternary cobalt-nickel-iron phosphide nanocubes (P-Co0.9Ni0.9Fe1.2 NCs) with high intrinsic activity, conductivity, defect concentration and optimized ratio have been realized through a facile phosphorization treatment using ternary cobalt-nickel-iron nanocubes of Prussian blue analogs (PBA) as a precursor. The scanning electron microscopy and transmission electron microscopy results show that the P-Co0.9Ni0.9Fe1.2 NCs maintain a cubic structure with a rough surface, implying the rich surface defects as exposed active sites. The thermal phosphorization of the ternary PBA precursor not only provids carbon doping but also leads to the in situ construction of surface defects on the NCs. The carbon doping from the PBA precursor lowers the charge transfer resistance and optimizes the electronic transformation. The synergistic effect among the ternary metal ions and rich defects contributes to the enhanced electrocatalytic performance. The P-Co0.9Ni0.9Fe1.2 NCs achieve low overpotentials of −200.7 and 273.1 mV at a current density of 10 mA cm−2 for the hydrogen evolution reaction and the oxygen evolution reaction, respectively. The potential of overall water splitting reaches 1.52 V at a current density of 10 mA cm−2. The long-term stability of the electrocatalysts was also evaluated. This work provides a facile method to design efficient transition-metal-based bifunctional electrocatalysts for overall water splitting.摘要本文以三元金属钴-镍-铁普鲁士蓝结构纳米立方体(Co0.9-Ni0.9Fe1.2 NCs) 为前驱体, 通过简单气相磷化处理, 得到优化比例的 P-Co0.9Ni0.9Fe1.2 纳米立方体磷化物, 其具有高本征活性、导电性和高缺陷密度的特点. SEM和TEM结果表明, 碳掺杂型 P-Co0.9Ni0.9-Fe1.2 保持了纳米立方体的结构, 其粗糙的表面结构意味着丰富的缺陷位, 暴露更多真实活性位. 三元金属普鲁士蓝前驱体的磷化处理不仅提供了碳掺杂, 而且原位构筑了立方体表面缺陷位. 碳掺杂降低了电荷传输的阻抗, 优化了电子传输速率. 三元金属离子之间的协同作用以及丰富的缺陷活性位有效提高了电催化的性能. P-Co0.9Ni0.9Fe1.2 拥有极其高的HER和OER催化活性, 仅需要 −200.7 mV (HER) 和 273.1 mV (OER) 过电位就可以达到 10 mA cm−2 的电流密度. 其全水分解仅需 1.52 V 就可以达到 10 mA cm−2 的电流密度. 此外, 本文还对催化剂的稳定性进行了测试. 本工作为设计高效过渡金属基双功能电解水催化剂提供了一种简便方法.
Author Listing: Wen-Kun Gao;Min Yang;Jing-Qi Chi;Xin-Yu Zhang;Jing-Yi Xie;Bao-Yu Guo;Lei Wang;Yong-Ming Chai;Bin Dong
Volume: None
Pages: 1-12
DOI: 10.1007/s40843-019-9434-7
Language: English
Journal: Science China Materials

Science China-Materials

SCI CHINA MATER

影响因子:6.8 是否综述期刊:否 是否OA:否 是否预警:不在预警名单内 发行时间:2014 ISSN:2095-8226 发刊频率:12 issues per year 收录数据库:SCIE/Scopus收录 出版国家/地区:China 出版社:Science China Press

期刊介绍

SCIENCE CHINA Materials (SCMs) is an international peer-reviewed journal that covers all aspects of materials science. The journal is supervised by the Chinese Academy of Sciences, and co-sponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China. It is jointly published monthly in both printed and electronic forms by Science China Press and Springer.

《科学中国材料》(SCMs)是一本国际同行评审期刊,涵盖材料科学的各个方面。《中国科学院学报》由中国科学院主办,中国科学院和国家自然科学基金委员会协办。由科学中国出版社和施普林格出版社联合出版,每月出版一次,有印刷版和电子版。

年发文量 373
国人发稿量 368
国人发文占比 98.66%
自引率 5.9%
平均录取率 -
平均审稿周期 -
版面费 US$4190
偏重研究方向 Materials Science-General Materials Science
期刊官网 https://www.springer.com/40843/?utm_medium=display&utm_source=letpub&utm_content=text_link&utm_term=null&utm_campaign=MPSR_40843_AWA1_CN_CNPL_letpb_mp
投稿链接 https://mc03.manuscriptcentral.com/scms

质量指标占比

研究类文章占比 OA被引用占比 撤稿占比 出版后修正文章占比
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WOS期刊SCI分区是指SCI官方(Web of Science)为每个学科内的期刊按照IF数值排 序,将期刊按照四等分的方法划分的Q1-Q4等级,Q1代表质量最高,即常说的1区期刊。
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关于2019年中科院分区升级版(试行)

分区表升级版(试行)旨在解决期刊学科体系划分与学科发展以及融合趋势的不相容问题。由于学科交叉在当代科研活动的趋势愈发显著,学科体系构建容易引发争议。为了打破学科体系给期刊评价带来的桎梏,“升级版方案”首先构建了论文层级的主题体系,然后分别计算每篇论文在所属主题的影响力,最后汇总各期刊每篇论文分值,得到“期刊超越指数”,作为分区依据。

分区表升级版(试行)的优势:一是论文层级的主题体系既能体现学科交叉特点,又可以精准揭示期刊载文的多学科性;二是采用“期刊超越指数”替代影响因子指标,解决了影响因子数学性质缺陷对评价结果的干扰。整体而言,分区表升级版(试行)突破了期刊评价中学科体系构建、评价指标选择等瓶颈问题,能够更为全面地揭示学术期刊的影响力,为科研评价“去四唯”提供解决思路。相关研究成果经过国际同行的认可,已经发表在科学计量学领域国际重要期刊。

《2019年中国科学院文献情报中心期刊分区表升级版(试行)》首次将社会科学引文数据库(SSCI)期刊纳入到分区评估中。升级版分区表(试行)设置了包括自然科学和社会科学在内的18个大类学科。基础版和升级版(试行)将过渡共存三年时间,推测在此期间各大高校和科研院所仍可能会以基础版为考核参考标准。 提示:中科院分区官方微信公众号“fenqubiao”仅提供基础版数据查询,暂无升级版数据,请注意区分。

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