Фотоэлектрокаталитическая активность тонкопленочных фотоанодов WO3

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Тонкие пленки из оксида вольфрама были получены путем катодного электроосаждения из электролита на основе вольфрамата натрия при потенциале −0.45 В отн. Ag/AgCl электрода сравнения. Пленка фотоанода WO3 состоит из моноклинной модификации (epsilon-WO3) с размером кристаллитов 10–12 нм. Изучена электрокаталитическая активность WO3 фотоанода в реакциях фотоэлектрохимического окисления одно- двух- и трехатомных спиртов. Показано, что фотоэлектрокаталитическая активность фотоанодов из WO3 объясняется увеличением скорости фотоэлектроокисления симбатной с количеством адсорбционных мест спирта.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

В. Емец

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: victoremets@mail.ru
Ресей, Москва

В. Гринберг

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: victoremets@mail.ru
Ресей, Москва

А. Аверин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: victoremets@mail.ru
Ресей, Москва

А. Ширяев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: victoremets@mail.ru
Ресей, Москва

Әдебиет тізімі

  1. Valentin C. Di, Pacchioni G. // Acc. Chem. Res. 2014. V. 47. № 11. P. 3233–3241.
  2. Mi Q., Zhanaidarova A., Brunschwig B.S. et al. // Energy Environ. Sci. 2012. V. 5. P. 5694–5700.
  3. Huang Z.F., Song J., Pan L. et al. // Adv. Mater. 2015. V. 27. P. 5309–5327.
  4. Solarska R., Alexander B.D., Braun A. et al. // Electrochimica Acta. 2010. V. 55. P. 7780–7787.
  5. Ng C., Ye C.H., Ng Y.H., Amal R. // Crystal Growth & Design. 2010. V. 10. P. 3794–3801.
  6. Amano F., Li D., Ohtani B. // Chem. Comm. 2010. V. 46. P. 2769–771.
  7. Yang B., Li H.J., Blackford M. et al. // Curr. Appl. Phys. 2006. V. 6. P. 436–439.
  8. Sun Y., Murphy C.J., Reyes-Gil K.R. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. P. 8476–8484.
  9. Cole B., Marsen B., Miller E. et al. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 5213–5220.
  10. Wang H., Quan X., Zhang Y., Chen S. // Nanotechnol. 2008. V. 19. P. 065704.
  11. Fulop G.F., Taylor R.M. // Annu Rev. Mater. Sci. 1985. V. 15. P. 197–210.
  12. Kwong W.L., Savvides N., Sorrell C.C. // Electrochimica Acta. 2012. V. 75. P. 371–380.
  13. Baeck S.H., Jaramillo T., Stucky G.D., McFarland E.W. // Nano Lett. 2002. V. 2. P. 831–834.
  14. Soliman H.M.A., Kashyout A.B., El Nouby M.S. et al. // J. Mater. Sci-Mater. Electron. 2010. V. 21. P. 1313–1321.
  15. Deepa M., Srivastava A.K., Agnihotry S.A. // Acta Mater. 2006. V. 54. P. 4583–4595.
  16. Deepa M., Srivastava A.K., Saxena T.K., Agnihotry S.A. // Appl. Surface Sci. 2005. V. 252. P. 1568–1580.
  17. Wentworth W.E., Chen P.J. // Solar Energy. 1994. P. 52253–52263.
  18. Martinez-de la Cruz A., Martinez D.S., Cuellar E.L. // Solid State Sci. 2010. V. 12. P. 88–94.
  19. Kwong W.L., Qiu H., Nakaruk A. et al. // Energy Procedia. 2013. V. 34. P. 617–626.
  20. Sayama K., Hayashi H., Arai T. et al. // Appl. Catal. B-Environ. 2010. V. 94. P. 150–157.
  21. Liu Y., Ohko Y., Zhang R.Y. et al. // J. Hazard. Mater. 2010. V. 184. P. 386–391.
  22. Kim J., Lee C.W., Choi W. // Environ. Sci. Technol. 2010. V. 44. P. 6849–6854.
  23. Sun S., Wang W., Zeng S. et al. // J. Hazard. Mater. 2010. V. 178. P. 427–433.
  24. Jansson I., Yoshiri K., Hori H. et al. // Appl. Catal. A-Gen. 2016. V. 521. P. 208–219.
  25. Ghoreishi K.B., Asim N., Ramli Z.A. et al. // J. Porous Mater. 2016. V. 23 P. 629–637.
  26. Sudrajat H., Babel S. // Sol. Energ. Mat. Sol. C. 2016. V. 149. P. 294–303.
  27. Dozzi M.V., Marzorati S., Longhi M. et al. // Appl. Catal. B-Environ. 2016. V. 186. P. 157–165.
  28. Alexander B.D., Kulesza P.J., Rutkowska I. et al. // J. Mater. Chem. 2008. V. 18. P. 2298–2303.
  29. Solarska R., Jurczakowski R., Augustynski J. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 1553–1556.
  30. Sarnowska M., Bienkowski K., Barczuk P.J. et al. // Adv. Energy Mater. 2016. P. 1600526.
  31. Feng X., Chen Y., Qin Z. et al. // Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. P. 18089–18096.
  32. Fabrega C., Murcia-Lopez S., Monllor-Satoca D. et al. // Appl. Catal. B-Environ. 2016. V. 189. P. 133–140.
  33. Hu C., Kelm D., Schreiner M. et al. // Chem. Sus. Chem. 2015. V. 8. P. 4005–4015.
  34. Yang J., Liao W., Liu Y. et al. // Electrochimica Acta. 2014. V. 144. P. 7–15.
  35. Tsarenko A., Gorshenkov M., Yatsenko A. et al. // ChemEngineering. 2022. V. 6. P. 31.
  36. Raptisa D., Dracopoulos V., Lianosa P. // Journal of Hazardous Materials. 2017. V. 333. P. 259–264.
  37. Yu J., González-Cobos J., Dappozze F. et al. // Applied Catalysis B: Environmental. 2022. V. 318. P. 121843.
  38. McCrory C.C.L., Jung S. et al. // J. AM. Chem. Soc. 2015. V. 137. P. 4347–4357.
  39. Liu Y., Li J., Li W. et al. // Electrochimica Acta. 2016. V. 210. P. 251–260.
  40. Pauporte T. // J. Electrochem. Soc. 2002. V. 149. P. C539–C545.
  41. Daniel M.F., Desbat B., Lassegues J.C. et al. // J. Solid State Chem. 1987. V. 67. P. 235–247.
  42. Grinberg V.A., Emets V.V., Mayorova N.A. et al. // Russ. J. Electrochem. 2022. V. 58. P. 667–675.
  43. Grinberg V.A., Emets V.V., Mayorova N.A. et al. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 1243.
  44. Grinberg V.A., Emets V.V., Mayorova N.A. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 14046.
  45. Grinberg V.A., Emets V.V., Modestov A.D. et al. // Coatings. 2023. V. 13. P. 1080.
  46. Grinberg V.A., Emets V.V., Modestov A.D. et al. // Catalysts. 2023. V. 13. P. 1397.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Raman spectrum (a) and X-ray diffractogram (b) of the WO3/FTO film sample.

Жүктеу (123KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Absorption spectrum (a) and dependence of (αhν)2 on photon energy hν (b) for WO3(50 min)/FTO film photoanode.

Жүктеу (113KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Voltamograms of WO3(25 min)/FTO (a) and WO3(50 min)/FTO (b) film photoanodes obtained under dark conditions and under visible light illumination with a power density of 100 mW cm-2 in aqueous solutions: (1) 0. 5 M Na2SO4; (2) 0.5 M Na2SO4 + 20% CH3OH; (3) 0.5 M Na2SO4 + 20% C2H4(OH)2; and (4) 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3. The potential scan rate was 10 mVs-1.

Жүктеу (225KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Transients of photocurrents obtained at potential E = 0.6 V rms. Ag/AgCl film photoanode WO3(50 min)/FTO under dark conditions and under visible light illumination with a power density of 100 mW cm-2 in aqueous solutions: (1) 0.5 M Na2SO4; (2) 0.5 M Na2SO4 + 20% CH3OH; (3) 0.5 M Na2SO4 + 20% C2H4(OH)2; and (4) 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3.

Жүктеу (139KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. IPCE% spectrum of WO3(50 min)/FTO film photoanode at potential E = 0.7 V in aqueous solution of 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3.

Жүктеу (62KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. IMPS dependences for WO3(50 min)/FTO film photoanode at a potential of 0.7 V in aqueous solutions: (1) 0.5 M Na2SO4; (2) 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3. Illumination with 407 nm monochromatic light. The illumination power is 14 mW cm-2.

Жүктеу (97KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024