Photoinduced Fabrication of Cu/TiO2 Core–Shell Heterostructures Derived from Cu-MOF for Solar Hydrogen Generation: The Size of the Cu Nanoparticle Matters

材料科学 光催化 制氢 纳米颗粒 分解水 无定形固体 异质结 化学工程 贵金属 锐钛矿 肖特基势垒 纳米技术 催化作用 金属 光电子学 化学 结晶学 工程类 二极管 有机化学 冶金 生物化学
作者
Indranil Mondal,Spandana Gonuguntla,Ujjwal Pal
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (43): 26073-26081 被引量:48
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b07171
摘要

The inclusion of metal cocatalysts into the semiconductor photocatalysts is the most proficient way to separate the photoexcited charge carriers by providing additional reaction sites and is a typical way to enhance the efficiency of catalytic reactions. We report a new strategy for the synthesis of Cu/TiO2 core–shell photocatalyst supported on the amorphous TiO2 matrix based on the Cu-metal–organic framework (MOF) self-templating approach and employed in photocatalytic hydrogen production from water. The [Cu(tpa)(dmf)] MOF hollow nanocrystal encapsulated by amorphous-phase TiO2 is treated under controlled light with simple altered reaction conditions to produce the core–shell Cu/TiO2 hybrid nanoplatform. It resulted in spherical Cu nanoparticles (NPs) with the different sizes and (111) exposed facets. The localized field-mediated charge transfer properties and capacitive behavior at the anodic panel of the as-prepared photocatalysts suggest a low Schottky barrier at the homogeneous interfacial contacts between smaller Cu NP and the TiO2 and promotes the fast photoexcited charge separation during water splitting. Benefiting from the structural and compositional features, the 2 nm Cu/TiO2 photocatalyst manifests the hydrogen production rate of 334 μmol g–1 h–1, without employing the noble metal cocatalyst under 1.5 AM simulated light irradiation. The activity was further reinforced by the photolysis of alkaline water on the anode surface, which generated a steady-state geometric current density of 8 mA cm–2 at 1.23 V (vs reversible hydrogen electrode) with almost 50% incident photon-to-current conversion efficiency.
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
DOUDOU发布了新的文献求助10
刚刚
可爱的函函应助Fin采纳,获得10
刚刚
shaw完成签到,获得积分10
1秒前
NN发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
3秒前
hdc12138完成签到,获得积分10
3秒前
乐观晓槐发布了新的文献求助10
3秒前
rinrin发布了新的文献求助10
3秒前
积极璎完成签到,获得积分10
4秒前
fengfeng发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
热心傲珊完成签到,获得积分20
5秒前
科研小白发布了新的文献求助10
6秒前
机灵怀蝶完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
星空发布了新的文献求助10
8秒前
热心傲珊发布了新的文献求助10
9秒前
kamome完成签到,获得积分10
9秒前
NZhe发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
科目三应助如意的尔烟采纳,获得10
10秒前
12秒前
idemipere发布了新的文献求助30
13秒前
14秒前
14秒前
无花果应助NZhe采纳,获得10
15秒前
15秒前
ysy发布了新的文献求助10
17秒前
凌清波发布了新的文献求助10
18秒前
开朗小鸭子应助TS_W采纳,获得10
19秒前
Overload发布了新的文献求助10
20秒前
失眠晓霜发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
NZhe完成签到,获得积分10
21秒前
24秒前
星辰大海应助盛施霏采纳,获得10
25秒前
科研通AI6.3应助热心傲珊采纳,获得10
25秒前
26秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 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 7574269
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9153707
关于积分的说明 19580449
捐赠科研通 7158643
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264393
关于科研通互助平台的介绍 2429806
邀请新用户注册赠送积分活动 2254836