Two-Dimensional Sb Modified TiO2 Nanorod Arrays as Photoanodes for Efficient Solar Water Splitting

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作者
Jie Gao,Shengqi Zhang,Xiaoqing Ma,Yi Sun,Xiaoyan Zhang
出处
期刊:Nanomaterials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:13 (7): 1293-1293
标识
DOI:10.3390/nano13071293
摘要

As one of the widely studied semiconductor materials, titanium dioxide (TiO2) exhibits high photoelectrochemical (PEC) water-splitting performance as well as high chemical and photo stability. However, limited by a wide band gap and fast electron-hole recombination rate, the low solar-to-hydrogen conversion efficiency remains a bottleneck for the practical application of TiO2-based photoelectrodes. To improve the charge separation and water oxidation efficiency of TiO2 photoanodes, antimonene, a two-dimensional (2D) material obtained by liquid-phase exfoliation, was assembled onto TiO2 nanorod arrays (TNRAs) by a simple drop-coating assembly process. PEC measurements showed that the resulting 2D Sb/TiO2 photoelectrode displayed an enhanced photocurrent density of about 1.32 mA cm−2 in 1.0 M KOH at 0.3 V vs. Hg/HgO, which is ~1.65 times higher than that of the pristine TNRAs. Through UV-Vis absorption and electrochemical impedance spectroscopy measurements, it was possible to ascribe the enhanced PEC performances of the 2D Sb/TiO2 photoanode to increased absorption intensity in the visible light region, and improved interfacial charge-transfer kinetics in the 2D Sb/TiO2 heterojunction, which promotes electron-hole separation, transfer, and collection.

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