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:7
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
我要看文献完成签到 ,获得积分10
5秒前
安平发布了新的文献求助10
6秒前
热心市民完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
14秒前
gk完成签到,获得积分0
20秒前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
24秒前
南浔完成签到,获得积分10
25秒前
源宝完成签到 ,获得积分10
25秒前
落落完成签到 ,获得积分10
28秒前
流星雨完成签到 ,获得积分10
29秒前
hui发布了新的文献求助10
29秒前
以利沙完成签到 ,获得积分10
30秒前
清淮完成签到 ,获得积分10
33秒前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
34秒前
凌泉完成签到 ,获得积分10
38秒前
安平完成签到,获得积分20
38秒前
39秒前
hui完成签到,获得积分10
40秒前
selene完成签到 ,获得积分10
44秒前
杨树完成签到 ,获得积分10
49秒前
辣目童子完成签到 ,获得积分10
50秒前
lala发布了新的文献求助10
1分钟前
狂野元枫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
sci完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
素和姣姣完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无限翅膀完成签到,获得积分10
1分钟前
酷波er应助lala采纳,获得10
1分钟前
沉静问芙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
LiShan完成签到 ,获得积分10
1分钟前
shl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
王木木完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chenying完成签到 ,获得积分0
1分钟前
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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 6444828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258624
关于积分的说明 17591662
捐赠科研通 5504521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901561
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718137