Photoinduced Surface Oxidation of GaN Nanowires Facilitates Hydrogen Evolution

光催化 材料科学 密度泛函理论 纳米线 光化学 氮化镓 线性扫描伏安法 吸附 催化作用 化学物理 纳米技术 循环伏安法 化学 电化学 物理化学 计算化学 电极 生物化学 有机化学 图层(电子)
作者
Jan Paul Menzel,Wan Jae Dong,Elijah Gruszecki,Ke Yang,Zetian Mi,Víctor S. Batista
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:14 (17): 13314-13323 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c00308
摘要

Gallium nitride nanowires (GaN NWs) have shown great potential in applications to photocatalysis, including photocatalytic hydrogen evolution for solar energy storage. Previous studies have shown that GaN NWs can undergo self-improvement under light irradiation, which is attributed to surface oxidation, forming gallium oxynitride (GaON). However, the exact oxidation pathways and the effect of surface oxidation on catalytic performance remain to be understood at the molecular level. In this study, we combine computational modeling at the density functional theory (DFT) level with linear sweep voltammetry and chronoamperometric measurements to investigate the photoinduced surface oxidation of GaN NWs. We find that the oxidation of GaN to GaON is competitive with water oxidation. The oxidized surface shows almost no change in its water oxidation capabilities, although the potential required for hydrogen evolution is significantly reduced. Oxidation of the surface also leads to changes in the electronic structure, shifting the valence band edge states toward the surface adsorbed hydroxide, making hole localization there more likely. Calculations are consistent with the observation of shifts in the onset potential for photoelectrochemical hydrogen evolution toward more positive potentials over an extended 18 h period. The reported findings on the mechanism of photoinduced surface oxidation of GaN NWs and the effect of surface oxidation on hydrogen evolution provide valuable insights for the development of more efficient GaN NW-based photocatalytic surfaces for hydrogen evolution.
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
纯真土豆发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.4应助都找到了采纳,获得30
1秒前
无情的哑铃完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小猪发布了新的文献求助10
2秒前
SSS松完成签到,获得积分10
2秒前
19978923839发布了新的文献求助10
3秒前
Shanglinqin完成签到,获得积分10
3秒前
11111发布了新的文献求助10
3秒前
LU发布了新的文献求助20
3秒前
4秒前
5秒前
6秒前
7秒前
11完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
mslln发布了新的文献求助10
7秒前
生动依凝发布了新的文献求助10
10秒前
SciGPT应助余年采纳,获得10
10秒前
kimbrough发布了新的文献求助10
11秒前
蔡坤发布了新的文献求助10
11秒前
意忆完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
多经历经历完成签到,获得积分10
11秒前
pphss完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
maoamo2024发布了新的文献求助10
13秒前
Hello应助娜娜米采纳,获得10
13秒前
hu完成签到,获得积分20
13秒前
feiling发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
fhn716发布了新的文献求助20
16秒前
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
无花果应助maoamo2024采纳,获得10
18秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 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 7241530
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8866243
关于积分的说明 18703477
捐赠科研通 6914115
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3195911
关于科研通互助平台的介绍 2368655
邀请新用户注册赠送积分活动 2170437