Interface-confined intermediate phase in TiO 2 enables efficient photocatalysis

光催化 锐钛矿 亚稳态 接口(物质) 相(物质) 金红石 化学 材料科学 计算机科学 物理 催化作用 吸附 物理化学 生物化学 有机化学 吉布斯等温线 量子力学
作者
Qiushi Huang,Yang Zhang,Peng Fei Liu,Hua Gui Yang,Xie Zhang,Su‐Huai Wei
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:121 (6): e2318341121-e2318341121 被引量:30
标识
DOI:10.1073/pnas.2318341121
摘要

As a prototypical photocatalyst, TiO[Formula: see text] has been extensively studied. An interesting yet puzzling experimental fact was that P25-a mixture of anatase and rutile TiO[Formula: see text]-outperforms the individual phases; the origin of this mysterious fact, however, remains elusive. Employing rigorous first-principles calculations, here we uncover a metastable intermediate structure (MIS), which is formed due to confinement at the anatase/rutile interface. The MIS has a high conduction-band minimum level and thus substantially enhances the overpotential of the hydrogen evolution reaction. Also, the corresponding band alignment at the interface leads to efficient separation of electrons and holes. The interfacial confinement additionally creates a wide distribution of the band gap in the vicinity of the interface, which in turn improves optical absorption. These factors all contribute to the enhanced photocatalytic efficiency in P25. Our insights provide a rationale to the puzzling superior photocatalytic performance of P25 and enable a strategy to achieve highly efficient photocatalysis via interface engineering.
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
小二郎应助感动水杯采纳,获得10
刚刚
123发布了新的文献求助30
刚刚
大头发布了新的文献求助10
刚刚
水溶山脉发布了新的文献求助100
1秒前
科目三应助zsh采纳,获得10
2秒前
momo发布了新的文献求助10
2秒前
COY66完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
亚黑完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
cmc发布了新的文献求助10
3秒前
魏海龙完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
和谐的鹤轩完成签到 ,获得积分10
4秒前
拼搏绿柏完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
llllll完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
zhangnannan发布了新的文献求助10
5秒前
COY66发布了新的文献求助30
6秒前
可靠巧荷发布了新的文献求助10
6秒前
番茄鸡蛋发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
大模型应助yuaasusanaann采纳,获得10
8秒前
8秒前
幸福台灯发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
林兰特发布了新的文献求助10
11秒前
开心人达发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
zhangnannan完成签到,获得积分10
14秒前
柳柳完成签到,获得积分10
14秒前
惔惔惔发布了新的文献求助10
15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 Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
The Cambridge Handbook of Second Language Acquisition (2nd)[第二版] 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6401315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8218532
关于积分的说明 17416978
捐赠科研通 5454130
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2882445
邀请新用户注册赠送积分活动 1859025
关于科研通互助平台的介绍 1700739