Tunable Absorption and Emission in Mixed Halide Bismuth Oxyhalides for Photoelectrochemical Water Splitting

卤化物 吸收(声学) 无机化学 分解水 材料科学 光电化学 光电子学 化学 光催化 电化学 电极 冶金 物理化学 催化作用 复合材料 生物化学
作者
Md. Masud Rana,Kazi M. Alam,Narendra Chaulagain,John Garcia,Navneet Kumar,Damini Vrushabendrakumar,Harshitha Rajashekhar,Guy M. Bernard,A. Meldrum,Vladimir K. Michaelis,Karthik Shankar
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (6): 6005-6019 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c05925
摘要

Layered materials such as bismuth oxyhalides (especially BiOBr and BiOI) are the focus of research attention as photocatalysts due to their visible light activity, unique electronic structure, excellent chemical and physical stability, and internal electric field effect. We report the solvothermal synthesis of BiOX solid solutions with continuously tunable optical absorption and photoluminescence spectra. We employed solid-state nuclear magnetic resonance (SSNMR) characterization to probe the local environment around Bi atoms. We determined that the synthesized BiOX solid solutions exhibit good agreement with Vegard's law through refinement of the lattice parameters using powder X-ray diffraction (PXRD) and complementary atomic-level 209Bi SSNMR spectroscopy. The solid solution strategy makes it possible to modulate the light absorption of BiOX and tune the redox potentials corresponding to the electronic band edges to drive chemical reactions. The BiOX solid solutions demonstrated superior performance in sunlight-driven photoelectrochemical and photocatalytic water splitting. The best performing solid solution generated a photocurrent density of 1.5 mA cm–2 and a H2 evolution rate of 16.32 μmol g–1 h–1 for photoelectrochemical water splitting and photocatalytic hydrogen generation, respectively, and the enhanced performance is attributed to a higher specific surface area, a shorter carrier transit distance, and a higher electron density. The approximate order of magnitude performance improvement compared to pristine BiOBr and BiOI photoanodes was primarily due to optimal light harvesting combined with adequate thermodynamic driving force to drive water oxidation and proton reduction.
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
ling361完成签到,获得积分0
刚刚
刚刚
1秒前
chen完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
Fairy完成签到 ,获得积分10
4秒前
杨馨蕊完成签到 ,获得积分10
5秒前
y先生发布了新的文献求助30
5秒前
专注南烟发布了新的文献求助10
7秒前
FashionBoy应助南国之霄采纳,获得10
8秒前
SW完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
zyy0910发布了新的文献求助10
10秒前
Jes完成签到,获得积分10
12秒前
帅气的神明熊完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Paddie完成签到 ,获得积分10
13秒前
jjij发布了新的文献求助10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
苏可爱完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
SciGPT应助勇敢牛牛采纳,获得10
22秒前
cici完成签到 ,获得积分10
25秒前
zcy完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
25秒前
25秒前
踏实谷蓝完成签到 ,获得积分10
25秒前
31秒前
赵云江完成签到,获得积分10
32秒前
Aikesi完成签到,获得积分10
34秒前
小杭杭弟发布了新的文献求助10
36秒前
snow完成签到 ,获得积分10
37秒前
专注南烟完成签到,获得积分20
38秒前
38秒前
阳光沛菡完成签到 ,获得积分10
38秒前
菜小芽完成签到 ,获得积分10
41秒前
烟花应助文静的人雄采纳,获得10
41秒前
41秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
42秒前
高分求助中
(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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Alloy Phase Diagrams 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5419502
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4534769
关于积分的说明 14146667
捐赠科研通 4451409
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2441744
邀请新用户注册赠送积分活动 1433330
关于科研通互助平台的介绍 1410587