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
科研通AI2S应助你好采纳,获得10
刚刚
科研通AI6.1应助怡然冰之采纳,获得10
刚刚
Sugar发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
888发布了新的文献求助100
6秒前
8秒前
carly发布了新的文献求助10
9秒前
Virgil完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
今后应助yang采纳,获得10
12秒前
molihuakai应助忧郁柜子采纳,获得10
12秒前
Sugar完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
16秒前
马骁完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
充电宝应助李昕123采纳,获得10
19秒前
20秒前
xiaobai发布了新的文献求助10
20秒前
上官若男应助122222采纳,获得10
21秒前
小猪孩发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
luckytree完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
26秒前
andy发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
29秒前
可靠小懒虫完成签到,获得积分10
29秒前
Ayu完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
Maylling完成签到,获得积分10
30秒前
背后天问发布了新的文献求助10
30秒前
31秒前
31秒前
32秒前
32秒前
笨比憨憨完成签到,获得积分10
32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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6521481
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8314855
关于积分的说明 17786665
捐赠科研通 5623795
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927686
邀请新用户注册赠送积分活动 1904445
关于科研通互助平台的介绍 1764637