Фотоэлектрокаталитическая активность тонкопленочных фотоанодов WO3

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. В. Емец

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

Author for correspondence.
Email: victoremets@mail.ru
Russian Federation, Москва

В. А. Гринберг

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

Email: victoremets@mail.ru
Russian Federation, Москва

А. А. Аверин

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

Email: victoremets@mail.ru
Russian Federation, Москва

А. А. Ширяев

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

Email: victoremets@mail.ru
Russian Federation, Москва

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Raman spectrum (a) and X-ray diffractogram (b) of the WO3/FTO film sample.

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

Download (113KB)
Indexing metadata
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.

Download (225KB)
Indexing metadata
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.

Download (139KB)
Indexing metadata
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.

Download (62KB)
Indexing metadata
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.

Download (97KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».