Mixed cobalt-nitrides Co N and Ta2N bifunction-modified Ta3N5 nanosheets for enhanced photocatalytic water-splitting into hydrogen

光催化 材料科学 分解水 析氧 可逆氢电极 氮化物 化学工程 光化学 催化作用 纳米技术 化学 电化学 冶金 物理化学 电极 工作电极 有机化学 图层(电子) 工程类
作者
Hongquan Jiang,Xuesong Li,Shuying Zang,Wenli Zhang
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:854: 155328-155328 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.155328
摘要

A novel mixed cobalt nitrides CoxN (x = 1, 2, and 5.47) and Ta2N bifunction-modified Ta3N5 nanosheet photocatalyst was successfully synthesized through a high-temperature ammonolysis of Co2+/Co3+-adsorbed Ta3N5@Ta2O5 nanoparticles. Effects of Co2+ or/and Co3+ modifying on the structural, electronic, optical, and photoelectrochemical performances of Ta3N5 were investigated systematically. Co-modifying extended the absorption over the whole visible region due to the sub-band gap optical absorption from the increased heterojunction interfaces of CoxN/Ta3N5 or/and Ta2N/Ta3N5. Co2+/Co3+ dual-modifying inhibited the crystallite growth of Ta3N5. Uniformly dispersed Co elements on the Ta3N5 surface provided the more surface active sites. Co3+ played a key role in controlling the modifying amounts of both Ta2N and Co5.47N. Co2+/Co3+ dual-modifying produced a synergetic effect on enhancing the charge carrier separation, decreasing the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) overpotentials of Ta3N5, and then efficiently increasing the photocatalytic H2-evolution activity. 1.5%Co2+/1.5%Co3+-TN possessed an excellent photocatalytic H2-evolution activity (75.69 μmol g−1 h−1) under visible light irradiation, 3.48 times higher than Ta3N5@Ta2O5 nanoparticles. Co5.47N and Ta2N as HER cocatalysts, and CoN and Co2N as OER cocatalysts, decreased the HER and OER overpotentials of Ta3N5, accelerating the kinetics of surface catalytic reaction. A synergetic mechanism for enhanced photocatalytic H2-evolution performance was discussed in detail. Moreover, self-oxidation of Ta3N5 can be suppressed by surface-modified cobalt nitrides and Ta2N. This work provides a promising photocatalyst and a new strategy for develop efficient and stable Ta3N5-based photocatalysts for solar energy conversion.
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
马茹发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
辛勤大碗完成签到,获得积分10
1秒前
善良易文完成签到,获得积分10
1秒前
MRIG发布了新的文献求助10
1秒前
D.lon完成签到,获得积分10
1秒前
panpanliumin完成签到,获得积分0
2秒前
xxh完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
岛上书屋发布了新的文献求助10
3秒前
星辰大海应助科研工作者采纳,获得10
3秒前
3秒前
超帅的从菡完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
老实的季节完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
隐形曼青应助吃一口芝士采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
xuan驳回了852应助
5秒前
xdedd发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
仰勒发布了新的文献求助10
6秒前
Espoir发布了新的文献求助10
6秒前
月落星沉发布了新的文献求助10
8秒前
斩渔发布了新的文献求助10
8秒前
贝拉完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
秋风应助狂野书包采纳,获得50
9秒前
情怀应助Qawsed采纳,获得10
9秒前
李李发布了新的文献求助10
9秒前
013完成签到,获得积分10
10秒前
无一发布了新的文献求助10
10秒前
stephenzh完成签到,获得积分10
10秒前
余亚东发布了新的文献求助10
10秒前
muziLi完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
尔屿发布了新的文献求助10
11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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Perfectionism in School 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7727664
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9280098
关于积分的说明 20136165
捐赠科研通 7305297
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3302512
关于科研通互助平台的介绍 2455769
邀请新用户注册赠送积分活动 2310693