Enhancing the Photoelectrochemical Performance of TiO2 through Decorating a Topological Insulator Bi2Te3 Film and Non-Noble Plasmonic Cu Nanoparticles

光电流 拓扑绝缘体 纳米颗粒 纳米棒 材料科学 等离子体子 带隙 分解水 光电子学 纳米技术 拓扑(电路) 物理 凝聚态物理 光催化 化学 催化作用 生物化学 组合数学 数学
作者
Zhilong Hu,Zhipeng Cheng,Neng Gan,Zhifeng Liu,Changcun Han,Mei Wang,Aobo Wang,Jing He,Wei Zou,Xinguo Ma
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:126 (45): 19047-19055 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.2c05394
摘要

Recently, the development of efficient and non-noble photoelectrocatalysts with enhanced light absorption and high photoelectrochemical (PEC) performance has attracted increasing attention due to their potential in addressing the global fossil energy and environment crisis. In this work, we designed and prepared a topological insulator Bi2Te3 film and non-noble plasmonic Cu nanoparticles onto one-dimensional (1D) TiO2 nanorod (NR) array, forming TiO2/Bi2Te3/Cu photoanode. Benefiting from the synergistic effect of plasmonic Cu-induced hot electrons and Bi2Te3-supplied topological high-mobility electron channels, the PEC performance and charge separation of TiO2 were enhanced. Accompanied by the improved light absorption, the optical band gap was narrowed from 3.02 eV for TiO2 to 2.47 eV for TiO2/Bi2Te3/Cu. Moreover, the photocurrent density of pure TiO2 was increased by about 3.05 times, from 0.77 mA/cm2 at 1.23 V vs reversible hydrogen electrode (RHE) for TiO2 to 2.33 mA/cm2 for TiO2/Bi2Te3/Cu. Moreover, the recombination of photogenerated electron–hole pairs was also suppressed, and the carrier lifetime was prolonged from 24.6 ns for bare TiO2 to 33.4 ns for TiO2/Bi2Te3/Cu. As a result, the TiO2/Bi2Te3/Cu photoanode showed good long-term cycling stability, with the H2 generation rate from PEC water splitting reaching 20.3 μmol/cm2/h. Our results suggest that co-decorating topological insulators and plasmonic materials could be a promising strategy to improve the PEC performance of TiO2 and may be applied in other photoelectrocatalysts.
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
刚刚
plmm完成签到,获得积分10
刚刚
gxmu6322完成签到,获得积分10
刚刚
Wu完成签到,获得积分10
1秒前
迅捷完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
牟若菱应助weing采纳,获得100
1秒前
热情的乐菱完成签到 ,获得积分10
1秒前
远志发布了新的文献求助10
1秒前
优秀灵槐完成签到,获得积分20
2秒前
陈俊威完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
Hello应助清爽的姒采纳,获得10
3秒前
充电宝应助能干季节采纳,获得10
3秒前
Zz完成签到,获得积分10
3秒前
Rohee发布了新的文献求助10
3秒前
霜之哀伤发布了新的文献求助10
3秒前
冷雨完成签到,获得积分10
3秒前
九枝。发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
米糊发布了新的文献求助10
4秒前
完美世界应助何毅采纳,获得10
5秒前
REXT发布了新的文献求助10
5秒前
小小给小小的求助进行了留言
6秒前
云过半山完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
滴滴哒哒发布了新的文献求助10
7秒前
斯文败类应助marjorie采纳,获得30
7秒前
在水一方应助没有你不行采纳,获得10
8秒前
林深完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
jun9667应助植物代谢采纳,获得10
9秒前
柴郡猫o完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
九枝。完成签到,获得积分10
10秒前
一个小柿子完成签到,获得积分10
10秒前
情怀应助Kenny采纳,获得10
10秒前
米糊完成签到,获得积分10
11秒前
LL发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Continuum thermodynamics and material modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Applications of Emerging Nanomaterials and Nanotechnology 1111
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Theory of Block Polymer Self-Assembly 750
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 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 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3487250
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3075205
关于积分的说明 9140168
捐赠科研通 2767444
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1518666
邀请新用户注册赠送积分活动 703213
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 701689