Inverse opal anatase/rutile TiO2 multi-heterojunctions enable efficient photoelectrochemical water splitting

金红石 异质结 锐钛矿 分解水 反向 材料科学 光催化 化学工程 光电子学 纳米技术 化学 数学 催化作用 工程类 几何学 生物化学
作者
Bo‐Hao Xiao,Chen Huo,Jinyu Chen,Yingguan Xiao,Shunsheng Cao,Zhao‐Qing Liu
出处
期刊:Chemical Science [Royal Society of Chemistry]
卷期号:16 (11): 4876-4883 被引量:20
标识
DOI:10.1039/d4sc07901a
摘要

TiO2 has garnered significant attention in the field of photoelectrochemical (PEC) water splitting due to its non-toxicity, cost-effectiveness, and exceptional photochemical stability. However, its practical efficiency in H2 production is greatly hindered by inherent limitations such as low electron mobility, a short carrier diffusion length, and a wide optical band gap. Herein, we present a strategy of combining a crystal phase heterojunction and crystal facet heterojunction to enhance electron-hole separation efficiency in TiO2. The crystal facet heterojunction of rutile TiO2 extends the photogenerated electron lifetime by exploiting discontinuous band gaps and accelerates space charge separation. Moreover, the band alignment between rutile and anatase TiO2 is favorable for electron transfer from rutile to anatase through a phase heterojunction. Consequently, the inverse opal anatase/rutile TiO2 nanorod (IO-TiO2/NRs-TiO2) photoanode affords an excellent hydrogen production rate (682 μmol h-1 g-1), which is 1.6 times higher than that of an inverse opal anatase/rutile TiO2 single heterojunction and 3 times higher than that of inverse opal anatase. This work provides valuable insights into the rational design of photoanodes with a 3D hierarchical structure.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
科研通AI6.3应助ddfighting采纳,获得10
刚刚
小甜豆发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
mjh发布了新的文献求助30
2秒前
香蕉觅云应助Anna采纳,获得10
3秒前
3秒前
jinmai完成签到 ,获得积分10
4秒前
玛蒂尔德发布了新的文献求助10
5秒前
丘比特应助超级妙芙采纳,获得10
5秒前
5秒前
Wish发布了新的文献求助10
5秒前
Rainyin应助机灵书琴采纳,获得10
6秒前
大象完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
派派发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
科研通AI6.2应助yls123采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
wang完成签到 ,获得积分10
10秒前
J_B_Zhao应助dhx7530采纳,获得10
11秒前
11秒前
Nexus应助dhx7530采纳,获得10
11秒前
猪猪hero应助dhx7530采纳,获得10
11秒前
深情安青应助张惠采纳,获得10
11秒前
繁荣的元灵完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
蓝胖子发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
科研通AI6.1应助xdx采纳,获得10
15秒前
mjh完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
GingerF应助参宿四采纳,获得50
16秒前
初心发布了新的文献求助10
16秒前
Anna发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
顾矜应助zhangwenbin采纳,获得10
19秒前
AllRightReserved应助碧蓝之玉采纳,获得10
20秒前
高分求助中
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6494054
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8291289
关于积分的说明 17692993
捐赠科研通 5586672
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2915957
邀请新用户注册赠送积分活动 1892994
关于科研通互助平台的介绍 1751604