Reduced TiO2 nanotube arrays for photoelectrochemical water splitting

光电流 分解水 材料科学 氧气 电子顺磁共振 载流子 光化学 空位缺陷 可见光谱 带隙 吸附 光电子学 电极 析氧 光催化 化学 电化学 核磁共振 结晶学 物理 生物化学 物理化学 催化作用 有机化学
作者
Qing Kang,Junyu Cao,Yuanjian Zhang,Lequan Liu,Hua Xu,Jinhua Ye
出处
期刊:Journal of materials chemistry. A, Materials for energy and sustainability [Royal Society of Chemistry]
卷期号:1 (18): 5766-5766 被引量:545
标识
DOI:10.1039/c3ta10689f
摘要

We report a facile one-step chemical method to synthesize partially reduced TiO2 nanotube arrays (NTAs). The NaBH4 treatment introduces oxygen vacancies on the surface and interior of TiO2. Oxygen vacancy extends the photocatalytic activity of TiO2 NTAs from the UV to visible light region, and enhances the electrical conductivity as well as charge transportation. Surface oxygen vacancies serve as charge carrier traps as well as adsorption sites where the charge transfer to adsorbed species inhibits the surface charge recombination, whereas bulk oxygen vacancies tend to act as charge carrier traps where e–h recombination occurs. The optimally reduced TiO2 NTAs yield a photocurrent density of 0.73 mA cm−2 at 1.23 VRHE and a highest photoconversion efficiency of 1.31% at a rather low bias of 0.40 VRHE under a standard AM 1.5G solar illumination. Not only does the incident photon to current conversion efficiency (IPCE) spectrum increase in the UV region, but photoactivity in visible light also emerged. Surface oxygen vacancies, serving as electron donors, cause a noticeable negative flatband shift and increase the donor density of TiO2 NTAs 2-fold. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectra confirm the presence of oxygen vacancies on the surface and interior of TiO2. Benefitting from the oxygen vacancy, a narrowed band gap of 2.46 eV and suitable localized states for hydrogen production are observed.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
YU完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
虚心的芷烟完成签到,获得积分10
1秒前
Jasper应助愉快的鞯采纳,获得10
1秒前
沉静的依秋完成签到,获得积分10
1秒前
星星星醒醒完成签到,获得积分10
1秒前
眯眯眼的幻天完成签到,获得积分20
1秒前
科研通AI6.3应助kkhenry采纳,获得10
1秒前
1秒前
飞龙在天发布了新的文献求助10
2秒前
Leon Lai完成签到,获得积分10
2秒前
HXuer完成签到,获得积分10
2秒前
在水一方应助暮辞采纳,获得10
2秒前
cao完成签到,获得积分10
2秒前
英俊的高跟鞋完成签到,获得积分10
3秒前
fuwa完成签到,获得积分10
3秒前
zrz完成签到,获得积分20
3秒前
孙悟空发布了新的文献求助10
3秒前
科研小白完成签到,获得积分10
3秒前
不要再忘登陆密码了完成签到,获得积分10
3秒前
笋鱼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
羽言完成签到,获得积分10
4秒前
BJ_whc完成签到,获得积分10
4秒前
止止完成签到,获得积分10
4秒前
Zen完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
菜市场买鱼完成签到,获得积分10
5秒前
小马甲应助飞快的诗槐采纳,获得10
6秒前
耍酷的文轩完成签到,获得积分10
6秒前
李爱国应助美好的大白采纳,获得10
6秒前
海慕云完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
合适缘分完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7291094
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8910084
关于积分的说明 18859173
捐赠科研通 6958530
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209298
关于科研通互助平台的介绍 2378998
邀请新用户注册赠送积分活动 2185014