Mesoporous black TiO2 hollow shells with controlled cavity size for enhanced visible light photocatalysis

光催化 可见光谱 材料科学 介孔材料 载流子 纳米技术 光化学 光电子学 催化作用 化学 生物化学
作者
Yiwen Hu,Zhiyao Yan,Liang-Hui Du,Yongliu Yu,Wanxia Huang,Qiwu Shi
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:31 (21): 33883-33883 被引量:2
标识
DOI:10.1364/oe.503344
摘要

Black TiO2 formed by introducing lattice disorder into pristine TiO2 has a narrowed band gap and suppresses the recombination of charge carriers. This provides a potential strategy for visible light photocatalysis. However, the microstructural design of black TiO2 for a higher optimization of visible light is still in high demand. In this work, we proposed the preparation of black TiO2 hollow shells with controllable cavity diameters using silica spheres as templates for the cavities and the NaBH4 reduction method. The decreased cavity size resulted in a hollow shell with an enhanced visible-light absorption and improved photocatalytic performance. Moreover, we demonstrated that this cavity can be combined with gold nanoparticles (AuNPs) to form AuNPs@black TiO2 yolk-shells. The AuNPs provided additional visible light absorption and promoted the separation of photogenerated carriers in the yolk-shell structures. This further improved the photocatalysis, the degradation rate of Cr(VI) can reach 0.066 min-1. Our work evaluated the effect of the cavity size on the photocatalytic performance of hollow and yolk-shell structures and provided concepts for the further enhancement of visible-light photocatalysis.

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