Development of visible-light-driven photocatalysts via an interfacial photoexcitation process

通过界面光激发过程开发可见光驱动的光催化剂

基本信息

  • 批准号:
    21J12070
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-28 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Our current findings imply that we can control p- (cathodic photoresponse) or n-type (anodic photoresponse) conductivity by a facile surface modification, instead of complicated crystal structure modifications. We have studied interfacial charge transfer (IFCT) in three-electrode photoelectrochemical system for fuel production under UV and visible-light illumination. In this study, we have investigated Cu(II)/TiO2 photo-electrode, and cathodic photoresponse was observed. H2 and O2 evolution were detected from Cu(II)/TiO2 photocathode and Pt sheet, respectively, indicating that water splitting reaction occurred without any addition of sacrificial agent. Considering the concept of IFCT, a direct electron excitation from the valence band of TiO2 to Cu(II) nanoclusters initiated water splitting reaction. On the other hand, Cr(III)/SrTiO3 photo-electrode exhibited anodic photoresponse, indicating that O2 evolution took place on this photoanode; in this case, electrons were directly excited from Cr(III) nanoclusters to the conduction band of SrTiO3 (reversed transfer path). We expect this research would be promising to further examine the direct interfacial charge transfer, not only for photocatalyst but also for other applications.
我们目前的研究结果意味着,我们可以控制p-(阴极光响应)或n-型(阳极光响应)的电导率由一个简单的表面改性,而不是复杂的晶体结构的修改。研究了三电极光电化学燃料生产系统在紫外光和可见光照射下的界面电荷转移。在本研究中,我们研究了Cu(II)/TiO_2光电极,并观察到阴极光响应。从Cu(II)/TiO 2光电阴极和Pt片中分别检测到H2和O2的析出,表明在不添加任何牺牲剂的情况下发生了水裂解反应。考虑到IFCT的概念,从TiO 2的价带到Cu(II)纳米团簇的直接电子激发引发水裂解反应。另一方面,Cr(III)/SrTiO 3光电极表现出阳极光响应,表明O2析出发生在该光电阳极上;在这种情况下,电子从Cr(III)纳米团簇直接激发到SrTiO 3的导带(反向转移路径)。我们希望这项研究将有希望进一步研究直接界面电荷转移,不仅对光催化剂,而且对其他应用。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Direct Observation of Interfacial Charge Excitation in Visible-light-active Cr2O3/SrTiO3 Photocatalytic System
可见光活性 Cr2O3/SrTiO3 光催化体系中界面电荷激发的直接观察
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    福島 碧都;伊師 大貴;江副 祐一郎;石川 久美;内野 友樹;作田 紗恵;稲垣 綾太;上田 陽功;森下 弘海;関口 るな;辻 雪音;村川 貴俊;沼澤 正樹;満田 和久;Aufandra Cakra Wardhana
  • 通讯作者:
    Aufandra Cakra Wardhana
Direct imaging of visible-light-induced one-step charge separation at the chromium oxide/strontium titanate interface
氧化铬/钛酸锶界面可见光诱导一步电荷分离的直接成像
  • DOI:
    10.1039/d1ta08950a
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Wardhana Aufandra Cakra;Yasuhara Sou;Yu Min-Wen;Yamaguchi Akira;Nagao Tadaaki;Ishii Satoshi;Miyauchi Masahiro
  • 通讯作者:
    Miyauchi Masahiro
Elucidation of Interfacial Charge Excitation in Visible-light-active Cr2O3/SrTiO3 Photocatalyst System
可见光活性 Cr2O3/SrTiO3 光催化剂体系中界面电荷激发的阐明
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Aufandra Cakra Wardhana
  • 通讯作者:
    Aufandra Cakra Wardhana
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WARDHANA AUFANDRA CAKRA其他文献

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    $ 0.96万
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