Role of oxygen vacancies in photocatalytic water oxidation on ceria oxide: Experiment and DFT studies

光催化 氧气 纳米棒 材料科学 分解水 氧化物 光化学 带隙 析氧 动力学 氧化还原 化学工程 化学物理 催化作用 无机化学 化学 纳米技术 物理化学 电化学 光电子学 电极 冶金 有机化学 工程类 物理 生物化学 量子力学
作者
Yong‐Chao Zhang,Zheng Li,Lei Zhang,Lun Pan,Xiangwen Zhang,Li Wang,Fazal‐e‐Aleem,Ji‐Jun Zou
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:224: 101-108 被引量:253
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2017.10.049
摘要

Photocatalytic water oxidation suffers from sluggish kinetics and remains the bottleneck for water splitting. Here, using CeO2 nanorods as model photocatalyst we studied the critical role of oxygen vacancies in photocatalytic water oxidation. First CeO2 nanorods with similar morphology but different concentration of oxygen vacancies were fabricated by one-step hydrothermal method with in-situ reducing treatment. The optical absorption, charge transfer efficiency, and photocatalytic activity in oxygen generation were found closely dependent on the concentration of oxygen vacancies. Then density functional theory calculations were conducted to unveil the role of oxygen vacancies and understand the water oxidation mechanism. It was found the presence of oxygen vacancies narrows the bandgap and modulates the electronic structure for accelerating the charge transfer, in good agreement with the experimental observations. The overall oxygen generation pathway was screened and the oxygen vacancies were found to lower the barrier energy for the rate limiting step of OO bond formation and restrain the reverse reaction of O and H, thus the O2 generation kinetics on oxygen-defective CeO2 are improved significantly. This study provides in-depth understanding on the critical role of oxygen vacancies in photocatalytic water oxidation and is helpful for designing highly efficient photocatalyst to overcome the bottleneck of water splitting.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
xmqaq完成签到,获得积分10
刚刚
青水完成签到 ,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
震动的鹏飞完成签到 ,获得积分10
3秒前
朴实觅夏完成签到 ,获得积分10
5秒前
激动的xx完成签到 ,获得积分10
6秒前
sun完成签到 ,获得积分10
10秒前
应夏山完成签到 ,获得积分10
11秒前
14秒前
orixero应助Robbin采纳,获得10
15秒前
15秒前
charleslam完成签到 ,获得积分10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
小明完成签到 ,获得积分10
20秒前
onevip完成签到,获得积分0
24秒前
24秒前
mm完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
mike2012完成签到 ,获得积分10
29秒前
邵小庆发布了新的文献求助10
32秒前
32秒前
mzrrong完成签到 ,获得积分10
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
35秒前
大气的尔蓝完成签到,获得积分10
37秒前
KKLD完成签到,获得积分10
37秒前
NexusExplorer应助明理问柳采纳,获得10
38秒前
俏皮元珊完成签到 ,获得积分10
39秒前
牛马完成签到 ,获得积分10
42秒前
42秒前
邢夏之完成签到 ,获得积分10
43秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
44秒前
45秒前
龚文亮发布了新的文献求助10
48秒前
还行吧完成签到 ,获得积分10
48秒前
Zilch完成签到 ,获得积分10
49秒前
邵小庆完成签到,获得积分10
49秒前
氕氘氚完成签到 ,获得积分10
49秒前
49秒前
傻瓜完成签到 ,获得积分10
52秒前
龚文亮完成签到,获得积分10
55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
网络安全 SEMI 标准 ( SEMI E187, SEMI E188 and SEMI E191.) 1000
Inherited Metabolic Disease in Adults: A Clinical Guide 500
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
The Pedagogical Leadership in the Early Years (PLEY) Quality Rating Scale 410
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4613143
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4018085
关于积分的说明 12437049
捐赠科研通 3700437
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2040760
邀请新用户注册赠送积分活动 1073539
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 957193