効率的な水分解のためのBiOX/CuFe_2O_4ヘテロ構造のバンドエッジエンジニアリング【JST・京大機械翻訳】

Bera Susmita; Ghosh Srabanti; Ghosh Srabanti; Maiyalagan T.; Basu Rajendra N.

文献

J-GLOBAL ID：202202280606861747 整理番号：22A1161702

効率的な水分解のためのBiOX/CuFe_2O_4ヘテロ構造のバンドエッジエンジニアリング【JST・京大機械翻訳】

Band Edge Engineering of BiOX/CuFe₂O₄ Heterostructures for Efficient Water Splitting

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巻： 5 号： 3 ページ： 3821-3833 発行年： 2022年
JST資料番号： W5032A ISSN： 2574-0962 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

層状ビスマスオキシハロゲン化物(BiOX,X=Cl,Br,I)は有望な可視光応答性光触媒であるが,バルクから表面への不十分な電子輸送に悩まされている。ヘテロ構造の構築は,空間電荷キャリア分離を改善し,触媒反応のための表面反応性電荷の効率を高めるための便利なアプローチと考えられている。ここでは,n型ビスマスオキシハロゲン化物とp型スピネルフェライトCuFe_2O_4(CFO)の一連のヘテロ構造を,水熱法とそれに続く共沈法による簡易で一般化されたプロトコルによって成功裏に設計した。ヘテロ構造は,ベクトル電荷移動を促進する界面に内蔵電場を導入し,貴金属共触媒を用いることなく,H_2発生に対する可視光駆動光触媒活性を顕著に改善した。従来のI型およびII型電荷移動機構を,それぞれ,BiOBr/CFOおよびBiOI/CFOヘテロ構造に対して追跡し,それは,裸のBiOBrおよびBiOIに対するそれと比較して,電荷移動抵抗を効果的に低くし,容易な電荷移動を示唆した。注目すべきことに,直接Z-スキームBiOCl/CFOヘテロ構造が,密接な界面接触を有するBiOClとCFOの間に形成され,それは,純粋なBiOClよりも5.7倍高いH_2発生活性を示し,可視光下でタイプIIBiOI/CFOヘテロ構造と比較して,2倍改善された触媒効率を示した。電気化学インピーダンススペクトルにおける非常に低い抵抗は,電荷分離と移動の促進とキャリア密度の増加における直接Zスキームの優位性を確認した。さらに,最適な空間電荷層幅と酸化還元電位を,バンドエッジポテンシャルの工学を通してBiOCl/CFOに対して達成し,それは高速再結合速度を減少させた。本研究は,効率的な光触媒水分解のための調整されたバンド構造を有する高度に設計されたBiOXベースのヘテロ構造の設計のパラダイムを提供する。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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その他の触媒 , 光化学反応

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