Defect-engineering of mesoporous TiO2 microspheres with phase junctions for efficient visible-light driven fuel production

介孔材料 材料科学 硼氢化钠 可见光谱 化学工程 金红石 相(物质) 纳米晶材料 光催化 纳米技术 分解 催化作用 吸收(声学) 光电子学 锐钛矿 复合材料 有机化学 化学 工程类
作者
Wei Zhang,Haili He,Yong Tian,Haoze Li,Kun Lan,Lianhai Zu,Xia Yuan,Linlin Duan,Wei Li,Dongyuan Zhao
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:66: 104113-104113 被引量:132
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104113
摘要

Defect-engineering of TiO2 materials is an effective way to enhance their light absorption. However, activities in the visible-light region are still far from satisfactory due to the uncontrollable defect location. Herein, we demonstrate a facile confinement reduction route to introduce controllable defects to mesoporous TiO2 microspheres with phase junctions (denoted as M-TiO2-PJs) by using sodium borohydride (NaBH4) as the reducing agent. In this case, the confinement decomposition effect of mesopore channels over NaBH4 enables the generation of defects more effectively at a mild reaction condition, enabling the well-retained mesoporous and phase junction structures of mesoporous TiO2 microspheres. Moreover, by changing the reduction temperature, the defects are migrated from the nanocrystalline-exposed surfaces to phase junction interfaces, enabling that the location of the defects can be well-tuned. After the reduction at 300 °C, the resultant defective mesoporous TiO2 microspheres show the well-retained mesostructure, high surface areas (~75.6 m2 g-1), large pore volumes (0.36 cm3 g-1), slightly disordered surfaces and intimately contacted anatase-rutile interfaces, which exhibit the state-of-the-art activities for photocatalytic water splitting. The H2 generation rate is as high as 42.6 μmol h–1 (based on 50 mg of catalyst) under visible-light (λ > 400 nm) and the apparent quantum efficiencies are estimated to be 12.7% and 2.8% at 420 and 520 nm, respectively, which are the best values among TiO2-based photocatalysts reported to date. We also show that the defective mesoporous TiO2 microspheres possess a super CH4 selectivity (57%) and yield (15 nmol h-1) for CO2 reduction under visible-light because of the activation and adsorption effect of defects for CO2 molecules. This work provides new insight into rational design of high performance photocatalysts.

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
15919229415完成签到,获得积分10
刚刚
优美的明辉完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
番茄酱完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI2S应助heaven采纳,获得10
5秒前
starwan完成签到 ,获得积分10
6秒前
云水雾心发布了新的文献求助100
7秒前
哇塞完成签到 ,获得积分10
7秒前
竹林听雨zxs完成签到 ,获得积分10
8秒前
李健应助lijunliang采纳,获得10
10秒前
lifeng完成签到 ,获得积分10
12秒前
15秒前
微笑的巧蕊完成签到 ,获得积分10
15秒前
19秒前
李媛媛完成签到,获得积分10
23秒前
简w完成签到 ,获得积分10
26秒前
Haliky完成签到 ,获得积分10
27秒前
qxxxxx完成签到,获得积分10
34秒前
不是山谷完成签到,获得积分10
34秒前
崔梦楠完成签到 ,获得积分10
34秒前
SS完成签到,获得积分0
35秒前
corbel完成签到,获得积分10
36秒前
fbomu完成签到,获得积分10
41秒前
轻松叫兽完成签到,获得积分10
43秒前
酷波er应助dophin采纳,获得10
44秒前
平静小薇关注了科研通微信公众号
46秒前
翁雁丝完成签到 ,获得积分10
48秒前
小屁孩完成签到,获得积分10
49秒前
49秒前
科研通AI6应助Yinbo采纳,获得10
50秒前
雨前知了完成签到,获得积分10
50秒前
一米阳光发布了新的文献求助10
51秒前
完美的宛亦完成签到 ,获得积分20
54秒前
务实的夏菡完成签到,获得积分10
54秒前
57秒前
一颗糖完成签到 ,获得积分10
57秒前
你嵙这个期刊没买应助cc采纳,获得10
57秒前
tingalan完成签到,获得积分0
1分钟前
kai chen完成签到 ,获得积分0
1分钟前
平静小薇发布了新的文献求助10
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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565210
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650063
关于积分的说明 14689685
捐赠科研通 4591948
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519415
邀请新用户注册赠送积分活动 1491924
关于科研通互助平台的介绍 1463140