CrOx-Mediated Performance Enhancement of Ni/NiO-Mg:SrTiO3 in Photocatalytic Water Splitting

非阻塞I/O 光催化 掺杂剂 材料科学 分解水 催化作用 溶解 扫描电子显微镜 兴奋剂 分析化学(期刊) 化学工程 无机化学 化学 生物化学 工程类 复合材料 光电子学 有机化学 色谱法
作者
Kai Han,Diane M. Haiber,Julius Knöppel,Caroline Lievens,Serhiy Cherevko,Peter A. Crozier,Guido Mul,Bastian Mei
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:11 (17): 11049-11058 被引量:28
标识
DOI:10.1021/acscatal.1c03104
摘要

By photodeposition of CrOx on SrTiO3-based semiconductors doped with aliovalent Mg(II) and functionalized with Ni/NiOx catalytic nanoparticles (economically significantly more viable than commonly used Rh catalysts), an increase in apparent quantum yield (AQYs) from ∼10 to 26% in overall water splitting was obtained. More importantly, deposition of CrOx also significantly enhances the stability of Ni/NiO nanoparticles in the production of hydrogen, allowing sustained operation, even in intermittent cycles of illumination. In situ elemental analysis of the water constituents during or after photocatalysis by inductively coupled plasma mass spectrometry/optical emission spectrometry shows that after CrOx deposition, dissolution of Ni ions from Ni/NiOx-Mg:SrTiO3 is significantly suppressed, in agreement with the stabilizing effect observed, when both Mg dopant and CrOx are present. State-of-the-art electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and electron energy-loss spectroscopy (EELS) analyses demonstrate that upon preparation, CrOx is photodeposited in the vicinity of several, but not all, Ni/NiOx particles. This implies the formation of a Ni–Cr mixed metal oxide, which is highly effective in water reduction. Inhomogeneities in the interfacial contact, evident from differences in contact angles between Ni/NiOx particles and the Mg:SrTiO3 semiconductor, likely affect the probability of reduction of Cr(VI) species during synthesis by photodeposition, explaining the observed inhomogeneity in the spatial CrOx distribution. Furthermore, by comparison with undoped SrTiO3, Mg-doping appears essential to provide such favorable interfacial contact and to establish the beneficial effect of CrOx. This study suggests that the performance of semiconductors can be significantly improved if inhomogeneities in interfacial contact between semiconductors and highly effective catalytic nanoparticles can be resolved by (surface) doping and improved synthesis protocols.
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

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
2秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
13秒前
爱你沛沛完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
元宝完成签到 ,获得积分10
14秒前
17秒前
钟夔完成签到,获得积分10
17秒前
xun发布了新的文献求助10
21秒前
美好的邴发布了新的文献求助10
21秒前
崩溃发布了新的文献求助10
27秒前
xun完成签到,获得积分20
27秒前
lhy12345完成签到,获得积分10
34秒前
年轻的凝云完成签到 ,获得积分10
40秒前
Airhug完成签到 ,获得积分10
46秒前
46秒前
可爱的函函应助崩溃采纳,获得10
49秒前
50秒前
晓兴兴完成签到,获得积分10
52秒前
如意的初蓝完成签到 ,获得积分10
57秒前
Scalpel完成签到 ,获得积分10
58秒前
651完成签到 ,获得积分10
1分钟前
简单幸福完成签到 ,获得积分0
1分钟前
guoguo完成签到,获得积分10
1分钟前
瞬间de回眸完成签到 ,获得积分10
1分钟前
诺亚方舟哇哈哈完成签到 ,获得积分0
1分钟前
1分钟前
迈克老狼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
霓娜酱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
dadazhou完成签到,获得积分10
1分钟前
花开四海完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Sunny完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jason完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wxxz完成签到,获得积分10
1分钟前
马大翔完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
端庄洪纲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jeronimo完成签到,获得积分10
2分钟前
为什么不学习完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1500
Les Mantodea de Guyane 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 950
Field Guide to Insects of South Africa 660
Foucault's Technologies Another Way of Cutting Reality 500
Product Class 33: N-Arylhydroxylamines 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3388565
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3000831
关于积分的说明 8793912
捐赠科研通 2687068
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1472001
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 680683
邀请新用户注册赠送积分活动 673317