In situ grown TiN/N-TiO2 composite for enhanced photocatalytic H2 evolution activity

材料科学 光催化 复合数 氮化钛 化学工程 兴奋剂 氮化物 纳米技术 复合材料 冶金 光电子学 催化作用 化学 图层(电子) 工程类 生物化学
作者
Dong Liu,Zhuqing Yan,Peng Zeng,Haoran Liu,Tianyou Peng,Renjie Li
出处
期刊:Frontiers in energy [Higher Education Press]
卷期号:15 (3): 721-731 被引量:12
标识
DOI:10.1007/s11708-021-0766-8
摘要

Titanium nitride (TiN) decorated N-doped titania (N-TiO2) composite (TiN/N-TiO2) is fabricated via an in situ nitridation using a hydrothermally synthesized TiO2 and melamine (MA) as raw materials. After the optimization of the reaction condition, the resultant TiN/N-TiO2 composite delivers a hydrogen evolution activity of up to 703 μmol/h under the full spectrum irradiation of Xe-lamp, which is approximately 2.6 and 32.0 times more than that of TiO2 and TiN alone, respectively. To explore the underlying photocatalytic mechanism, the crystal phase, morphology, light absorption, energy band structure, element composition, and electrochemical behavior of the composite material are characterized and analyzed. The results indicate that the superior activity is mainly caused by the in situ formation of plasmonic TiN and N-TiO2 with intimate interface contact, which not only extends the spectral response range, but also accelerates the transfer and separation of the photoexcited hot charge carrier of TiN. The present study provides a fascinating approach to in situ forming nonmetallic plasmonic material/N-doped TiO2 composite photocatalysts for high-efficiency water splitting.
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