Z-Scheme Heterostructures Using Band-Gap-Tunable ZnO by Metal Doping and Coupling with Polypyrrole for Enhanced Photocatalytic Water Splitting

聚吡咯 材料科学 分解水 光催化 光电流 化学工程 带隙 异质结 可见光谱 兴奋剂 纳米技术 光化学 催化作用 光电子学 聚合物 化学 复合材料 聚合 工程类 生物化学
作者
Srabanti Ghosh,Pradip Sekhar Das,Dipendu Sarkar,S. Pal,Milan Kanti Naskar,Yatendra S. Chaudhary,Sunanda Dey,Chittaranjan Sinha
出处
期刊:ACS applied polymer materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (12): 9918-9930 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsapm.3c01757
摘要

Solar-to-hydrogen (H2) conversion is one of the sustainable and renewable approaches to mitigate ever-increasing environmental pollution and the global energy crisis. Despite significant progress, the most critical aspect remains the design of highly efficient and stable photocatalysts. Although ZnO-based photocatalysts exhibit high catalytic activity, they suffer from the intrinsic drawback of the broadband gap with ultraviolet (UV) light absorption and are susceptible to oxidation. Herein, a strategy to extend light harvesting in the visible region by metal doping (M = Bi, Cu, and Al) of ZnO nanocrystals and their functionalization with polypyrrole (PPy) nanofibers to drive water-splitting efficiently has been presented. The interfacial band alignment and charge transport of nanohybrids reveal electron transfer from metal-doped ZnO to PPy through the Z-scheme mechanism. Impedance spectra indicate efficient charge separation of ZnO:Bi/PPy nanohybrids, which exhibit a 10-fold increase in photocurrent density for visible-light-driven water splitting and improved photostability compared to PPy. The ZnO:Bi/PPy nanohybrid shows a H2 generation of 13.5 mmol/g/h, ∼9.6 times higher than PPy nanofibers (1.4 mmol/g/h). In contrast, the pure ZnO nanocrystal leads to the formation of a p–n ZnO/PPy junction with moderate catalytic efficiency. This study identifies a viable approach for developing high-performance conducting polymer-based nanohybrid photocatalysts for water splitting to produce green hydrogen.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
balancesy完成签到,获得积分10
1秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
zw发布了新的文献求助10
2秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
ceeray23应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
eatme完成签到,获得积分10
3秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
彭于晏应助陶醉的大鼻子采纳,获得10
3秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
百浪多息发布了新的文献求助10
4秒前
ceeray23应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得200
4秒前
严逍遥应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
在水一方应助南淮采纳,获得10
5秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
王猛发布了新的文献求助10
5秒前
ceeray23应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Rivery发布了新的文献求助10
6秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
汉堡包应助百浪多息采纳,获得10
9秒前
李健应助知返采纳,获得10
10秒前
10秒前
科研通AI5应助Lliu采纳,获得10
11秒前
12秒前
zz完成签到,获得积分10
12秒前
浮游应助宇老师采纳,获得10
12秒前
14秒前
轻松梦露发布了新的文献求助10
15秒前
陶醉的大鼻子完成签到,获得积分10
15秒前
hhhh发布了新的文献求助50
15秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5209018
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4386324
关于积分的说明 13660666
捐赠科研通 4245433
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2329264
邀请新用户注册赠送积分活动 1327101
关于科研通互助平台的介绍 1279391