Фотоэлектрокаталитическая активность тонкопленочных фотоанодов WO3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Емец

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: victoremets@mail.ru
Россия, Москва

В. А. Гринберг

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

Email: victoremets@mail.ru
Россия, Москва

А. А. Аверин

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

Email: victoremets@mail.ru
Россия, Москва

А. А. Ширяев

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

Email: victoremets@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рамановский спектр (а) и рентгеновская дифрактограмма (б) пленочного образца WO3/FTO.

Скачать (123KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Абсорбционный спектр (a) и зависимость (αhν)2 от энергии фотона hν (b) для пленочного фотоанода WO3(50 мин)/FTO.

Скачать (113KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вольтамограммы пленочных фотоанодов WO3(25 мин)/FTO (а) и WO3(50 мин)/FTO (б), полученные в темновых условиях и при освещении видимым светом с плотностью мощности 100 мВт cм−2 в водных растворах: (1) 0.5 M Na2SO4; (2) 0.5 M Na2SO4 + 20% CH3OH; (3) 0.5 M Na2SO4 + 20% C2H4(OH)2; и (4) 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3. Скорость сканирования потенциала 10 мВс–1.

Скачать (225KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Транзиенты фототоков, полученные при потенциале E = 0.6 В отн. Ag/AgCl пленочного фотоанода WO3(50 мин)/FTO в темновых условиях и при освещении видимым светом с плотностью мощности 100 мВт cм−2 в водных растворах: (1) 0.5 M Na2SO4; (2) 0.5 M Na2SO4 + 20% CH3OH; (3) 0.5 M Na2SO4 + 20% C2H4(OH)2; и (4) 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3.

Скачать (139KB)
Метаданные
6. Рис. 5. IPCE% спектр пленочного фотоанода WO3(50 мин)/FTO при потенциале E = 0.7 В в водном растворе 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3.

Скачать (62KB)
Метаданные
7. Рис. 6. IMPS-зависимости для пленочного фотоанода WO3(50 мин)/FTO при потенциале 0.7 В в водных растворах: (1) 0.5 M Na2SO4; (2) 0.5 M Na2SO4 + 20% C3H5(OH)3. Освещение монохроматическим светом 407 нм. Мощность освещения 14 мВт см−2.

Скачать (97KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».