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J-GLOBAL ID：201702295511237382   整理番号：17A0499553

光電子接合の水の酸化のための,電荷分離が向上したg-C₃N₄系II型およびZ-様式ヘテロ接合アノードの集合

Assembly of g-C₃N₄-based type II and Z-scheme heterojunction anodes with improved charge separation for photoelectrojunction water oxidation

著者 (11件)： Wang Cai-He (Key Lab of Bioelectrochemistry and Environmental Analysis of Gansu, College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou, Gansu 730070, People’s Republic of China. [e-mail]) ,  Qin Dong-Dong ,  Shan Duo-Liang ,  Gu Jing ,  Yan Yong ,  Chen Jing ,  Wang Qiu-Hong ,  He Cai-Hua ,  Li Yang ,  Quan Jing-Jing ,  Lu Xiao-Quan
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 6  ページ： 4507-4515  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 黒鉛型窒化炭素(g-C₃N₄)は非金属光触媒として広範に研究され,幾つかの優れた結果が得られているが,光生成電荷キャリアの急速な再結合が実質的にその性能を制限している。本論文で,透明導電性基板上に,ロッド状およびナノ粒子WO₃の各々と結合した,2種類のg-C₃N₄系ヘテロ接合(II型および無メディエータ支援Z様式)光アノードを作製した。これら複合材料中で,層間剥離g-C₃N₄の電気泳動堆積で成長したg-C₃N₄膜を,ホストあるいはゲスト材料として使用した。最適化したII型WO₃/g-C₃N₄複合材料は,1.23V対RHEにおいて,純WO₃ナノロッド(光電流0.22mA・cm^-2および入射光-電流変換効率(IPCE)15%)と比較して,増大した光電流0.82mA・cm^-2およびIPCE33%を示した。Z様式g-C₃N₄/WO₃複合材料では,純g-C₃N₄膜(光電流は数マイクロアンペアおよびIPCEは2%)と比較して,大きく向上した光電流0.22mA・cm^-2およびIPCE20%が得られた。この増大はヘテロ接合中の電荷分離の加速に起因し,これは光スペクトルおよび紫外光電子分光(UPS)分析で確認されたように,WO₃とg-C₃N₄間の適切に配向したバンドギャップのためであった。本論文で,増大した光電気化学的性能の起源を説明可能な,g-C₃N₄系ヘテロ接合の光触媒過程および機構を提案した。本成果および本論文で得られた基本情報から,半導体性能を向上するためのヘテロ接合光アノードの合理的設計の重要性が示された。この点は,その光活性が高い再結合速度で強く制約される純g-C₃N₄およびWO₃のような材料に特に重要であった。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *ヘテロ接合 ,  *光酸化 ,  *炭素化合物 ,  *窒化物 ,  *アノード ,  黒鉛組織 ,  *光触媒 ,  非金属材料 ,  *キャリア再結合 ,  透明導電膜 ,  ナノロッド ,  ナノ粒子 ,  *酸化タングステン ,  *光電極 ,  ナノ複合材料 ,  層間剥離 ,  電気泳動堆積 ,  光電流 ,  電荷分離 ,  光電子分光法 ,  バンドギャップ ,  *光電気化学反応 ,  分解反応 ,  *触媒調製
準シソーラス用語： *光アノード ,  再結合速度 ,  *三酸化タングステン ,  紫外線光電子分光法 ,  水分解 ,  *窒化炭素

分類 (4件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  光化学反応  (CB08020F) ,  塩  (CD01050V) ,  触媒の調製  (CB06110P)

タイトルに関連する用語 (7件)： 光電子 ,  水の酸化 ,  電荷分離 ,  様式 ,  ヘテロ接合 ,  アノード ,  集合