Unraveling Pathways of Photocatalytic Oxygen Evolution on Fluorinated Anatase TiO2

锐钛矿 光化学 光催化 质子 激进的 化学 氧气 析氧 分子 离子 二聚体 材料科学 物理化学 催化作用 有机化学 物理 电极 量子力学 电化学
作者
Xiufeng Lang,Lei Chen,Yan Zhu,Xiaoxu Liu,Hao Guo,Tingting You,Hongsheng Zhang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (25): 11932-11939 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c01146
摘要

Recent experiments reported that the efficiency of the oxygen evolution reaction (OER) was greatly improved in fluorinated TiO2 by forming the surface hydrogen bonds, but the mechanism remains ambiguous. Herein, we systematically investigated dual OER pathways on the fluorinated anatase TiO2(101) surface by using the first-principles calculations. The dual H-bonding water is significantly activated by trapping a first hole in the system and facilitates its proton transfer in pathway I. The inactive Ti-coordinated water also transfers a proton to a bridge O2– ion with a similar barrier and simultaneously traps the first hole in pathway II. Both ·OH radicals separately transfer a proton to the F– ion and bridge O2– ion very quickly and trap the second hole to produce the ·O radical. Consequently, the ·O radical directly couples with the bridge O2– ions with a high barrier of about 0.72 eV to produce the flat peroxo dimer (O22–) in pathway I. The Ti-coordinated ·O radical undergoes two steps of the proton transfer and O–O coupling with both high barriers of about 0.75 eV to produce the oblique O22– species in pathway II. Finally, the O22– spontaneously and successively traps the third and fourth holes to quickly form the oxygen molecule. Additionally, the fluorine atoms are further demonstrated to accelerate the proton transfer and the O–O coupling steps by comparing the pathways on the fluorinated and pure TiO2 surfaces. These results may provide new insights into the OER mechanism in fluorinated TiO2 and roles of the dopant in improving OER efficiency of the TiO2 photocatalysts.
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
无花果应助爱学习的小迟采纳,获得10
刚刚
哭泣的映寒完成签到 ,获得积分10
刚刚
xls完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
故意的傲玉应助圈圈采纳,获得10
刚刚
1秒前
522完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
kbj发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
老西瓜发布了新的文献求助10
2秒前
人各有痣完成签到,获得积分10
2秒前
后知后觉发布了新的文献求助10
2秒前
xiaoxiao发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
英姑应助哈哈呀采纳,获得10
4秒前
4秒前
hurry完成签到,获得积分10
4秒前
Hungrylunch应助陈玉婷采纳,获得20
4秒前
领导范儿应助hu970采纳,获得10
5秒前
new_vision发布了新的文献求助10
5秒前
拼搏翠桃完成签到,获得积分10
6秒前
糖糖科研顺利呀完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
阿秋完成签到,获得积分10
6秒前
Pangsj发布了新的文献求助10
7秒前
hhh发布了新的文献求助10
7秒前
好运藏在善良里完成签到,获得积分10
7秒前
情怀应助奋斗映寒采纳,获得10
7秒前
8秒前
CodeCraft应助牧海冬采纳,获得10
8秒前
zxcv23完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
小离发布了新的文献求助10
9秒前
yug完成签到,获得积分10
9秒前
坟里唱情歌完成签到 ,获得积分10
10秒前
kbj完成签到,获得积分10
10秒前
哈哈哈哈完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 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 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527304
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107454
关于积分的说明 9285518
捐赠科研通 2805269
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539827
邀请新用户注册赠送积分活动 716708
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709672