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Graphitic Carbon Nitride–Nickel Catalyst: From Material Characterization to Efficient Ethanol Electrooxidation
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-04-08 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c02267 Agnieszka Lewalska-Graczyk 1 , Piotr Pieta 1 , Gabriella Garbarino 2 , Guido Busca 2 , Marcin Holdynski 1 , Grzegorz Kalisz 3 , Anna Sroka-Bartnicka 3, 4 , Robert Nowakowski 1 , Mu Naushad 5 , Manoj B. Gawande 6, 7 , Radek Zbořil 6 , Izabela S. Pieta 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2020-04-08 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c02267 Agnieszka Lewalska-Graczyk 1 , Piotr Pieta 1 , Gabriella Garbarino 2 , Guido Busca 2 , Marcin Holdynski 1 , Grzegorz Kalisz 3 , Anna Sroka-Bartnicka 3, 4 , Robert Nowakowski 1 , Mu Naushad 5 , Manoj B. Gawande 6, 7 , Radek Zbořil 6 , Izabela S. Pieta 1
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Graphitic carbon nitride (gCN(H)) is a semiconductor with high mechanical and thermal stability which provides good dispersion of metal particles. As it is resistant to corrosion, it constitutes an alternative to carbon black as a catalyst support in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs), e.g., in alcohol oxidation reactions. In this research work, gCN (H)-supported catalyst has been characterized by spectroscopic (UV–vis, IR, Raman) and microscopy techniques (SEM, TEM, AFM) in order to gain deeper understanding of the relationship between material properties and electrochemical activity. Ni-doped graphitic carbon nitride (Ni/gCN(H)) was tested in electrooxidation of ethanol demonstrating comparatively high peak current density and interesting photocatalytic properties. The obtained results suggest that the improvement of the activity and selectivity of Ni-modified gCN(H) can be related to the chemical and electronic material modification, while the sample morphology and topology is preserved. Metal–support interactions account for the high photocatalytic activity, superior to that of the Pt counterpart.
中文翻译：
石墨碳氮化镍催化剂：从材料表征到高效乙醇电氧化
石墨氮化碳（gCN（H））是具有高机械和热稳定性的半导体，可提供良好的金属颗粒分散性。由于它耐腐蚀，因此构成了炭黑的替代品，可作为聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）中（例如，醇氧化反应中）的催化剂载体。在这项研究工作中，已通过光谱学（紫外可见，红外，拉曼）和显微技术（SEM，TEM，AFM）表征了gCN（H）负载的催化剂，以便对材料性能与电化学之间的关系有更深入的了解。活动。镍掺杂的石墨氮化碳（Ni / gCN（H））在乙醇的电氧化中进行了测试，显示出较高的峰值电流密度和有趣的光催化性能。获得的结果表明，Ni修饰的gCN（H）的活性和选择性的提高可能与化学和电子材料的修饰有关，而样品的形态和拓扑结构得以保留。金属与载体的相互作用具有较高的光催化活性，优于铂。
更新日期：2020-04-08
中文翻译：
石墨碳氮化镍催化剂：从材料表征到高效乙醇电氧化
石墨氮化碳（gCN（H））是具有高机械和热稳定性的半导体，可提供良好的金属颗粒分散性。由于它耐腐蚀，因此构成了炭黑的替代品，可作为聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）中（例如，醇氧化反应中）的催化剂载体。在这项研究工作中，已通过光谱学（紫外可见，红外，拉曼）和显微技术（SEM，TEM，AFM）表征了gCN（H）负载的催化剂，以便对材料性能与电化学之间的关系有更深入的了解。活动。镍掺杂的石墨氮化碳（Ni / gCN（H））在乙醇的电氧化中进行了测试，显示出较高的峰值电流密度和有趣的光催化性能。获得的结果表明，Ni修饰的gCN（H）的活性和选择性的提高可能与化学和电子材料的修饰有关，而样品的形态和拓扑结构得以保留。金属与载体的相互作用具有较高的光催化活性，优于铂。
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