Modulation of the Work Function of TiO2 Nanotubes by Nitrogen Doping: Implications for the Photocatalytic Degradation of Dyes

光催化 X射线光电子能谱 兴奋剂 锐钛矿 材料科学 光致发光 拉曼光谱 工作职能 光谱学 分析化学(期刊) 光化学 纳米技术 光电子学 化学 物理 光学 核磁共振 催化作用 量子力学 生物化学 色谱法 图层(电子)
作者
Sangita Bhowmick,C. P. Saini,Bisweswar Santra,Łukasz Walczak,Anna Semisalova,Mukul Gupta,A. Kanjilal
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (1): 50-60 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acsanm.2c03587
摘要

The work function engineering in metal-oxide nanostructures by judicious doping of impurities is not straightforward as it introduces multiple defects in the system. In this regard, understanding the nitrogen (N) doping-induced modulation of Fermi levels in TiO2 nanotubes (TNTs) is challenging for visible-range photocatalytic applications. Here, 50 keV N ions are implanted in TNTs with a fluence range of 1014–1016 ions/cm2. X-ray diffraction and micro-Raman analyses demonstrate the formation of anatase-TiO2 in pristine TNTs, while the crystalline quality is significantly affected by increasing ion fluence. The evolution of Ti3+ is also established by X-ray photoelectron spectroscopy, whereas ultraviolet photoelectron spectroscopy reveals the reduction in work function due to the formation of oxygen vacancies, in good agreement with X-ray absorption spectroscopy and photoluminescence results. The electron paramagnetic resonance study further identifies the evolution of Ti3+/N-substitutional defect centers. Finally, an enhancement in visible-light-assisted methylene blue and Rhodamine B dye degradation is recorded up to a fluence of 1 × 1015 ions/cm2, and it is correlated with the N-ion implantation-induced formation of electrochemically active states near the conduction band minimum and the valence band maximum. The decrease in degradation efficiency beyond a critical fluence of 1015 ions/cm2 is discussed on the ground of ion-beam-mediated amorphization and the subsequent increase in electron–hole recombination in the defect states.
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
hhh发布了新的文献求助10
1秒前
WL发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
AllenLau1031完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
ding应助幻桃采纳,获得10
2秒前
3秒前
FashionBoy应助hope采纳,获得10
3秒前
304anchi完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
科研通AI6.2应助Lai123采纳,获得10
5秒前
未闻花名完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助无限的念双采纳,获得10
6秒前
moonlight发布了新的文献求助10
6秒前
luck完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
didiwang给donglingyabo的求助进行了留言
7秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
阿晨完成签到,获得积分10
9秒前
段醒醒应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得30
9秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
慕青应助jerry采纳,获得10
9秒前
CipherSage应助小渣渣采纳,获得10
9秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
hint应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
10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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
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 6432906
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8248475
关于积分的说明 17542898
捐赠科研通 5490290
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2896794
邀请新用户注册赠送积分活动 1873397
关于科研通互助平台的介绍 1713654