Boron environments in B-doped and (B, N)-codoped TiO2 photocatalysts: A combined solid-state NMR and theoretical calculation study

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 6, 2011, Pages 2709-2719

  Feng, Ningdong ^a   Zheng, Anmin ^a   Wang, Qiang ^a   Ren, Pingping ^a   Gao, Xiuzhi ^a   Liu, Shang Bin ^b   Shen, Zhurui ^c   Chen, Tiehong ^c   Deng, Feng ^a  

^a Wuhan National Laboratory for Optoelectronics   (China)

^b INSTITUTE OF ATOMIC AND MOLECULAR SCIENCES   (Taiwan)

^c NANKAI UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANATASE TIO; BORON-DOPED; CO-DOPED; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; DENSITY OF STATE; DFT CALCULATION; ENERGY BANDGAPS; EXPERIMENTAL DATA; IN-BAND; INTERSTITIAL BORON; LOCAL ENVIRONMENTS; N-DOPED TIO; NMR SPECTROSCOPY; PHOTOCATALYTIC ACTIVITIES; PHOTOCHEMICAL MECHANISM; PSEUDOTETRAHEDRAL; SOLID STATE NMR; THEORETICAL CALCULATIONS; TIO; VISIBLE LIGHT; VISIBLE-LIGHT IRRADIATION; XPS SPECTROSCOPY;

BORON; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENERGY GAP; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; PHOTOCATALYSIS; PHOTOCATALYSTS; TITANIUM DIOXIDE;

DOPING (ADDITIVES);

EID: 79951519448     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp108008a     Document Type: Article

References (68)

1. Khan, S. U. M.; Al-Shahry, M.; Ingler, W. B., Jr. Science 2002, 297, 2243
2. Di Valentin, C.; Pacchioni, G.; Selloni, A.; Livraghi, S.; Giamello, E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11414
3. Yu, J. C.; Zhang, L.; Zheng, Z.; Zhao, J. Chem. Mater. 2003, 15, 2280
4. Yu, J. C.; Yu, J.; Ho, W.; Jiang, Z.; Zhang, L. Chem. Mater. 2002, 14, 3808
5. Nukumizu, K.; Nunoshige, J.; Takata, T.; Kondo, J. N.; Hara, M.; Kobayashi, H.; Domen, K. Chem. Lett. 2003, 32, 196
6. Zhao, W.; Ma, W.; Chen, C.; Zhao, J.; Shuai, Z. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4782
7. Lu, N.; Quan, X.; Li, J. Y.; Chen, S.; Yu, H. T.; Chen, G. H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11836
8. Liu, G.; Zhao, Y.; Sun, C.; Li, F.; Lu, G.; Cheng, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4516
9. Gopal, N. O.; Lo, H. H.; Ke, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2760
10. In, S.; Orlov, A.; Berg, R.; Garca, F.; Jimenez, S. P.; Tikhov, M. S.; Wright, D. S.; Lambert, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13790
11. Chen, D.; Yang, D.; Wang, Q.; Jiang, Z. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 4110
12. Zaleska, A.; Sobczak, J. W.; Grabowska, E.; Hupka, J. Appl. Catal. B 2008, 78, 92
13. Zaleska, A.; Grabowska, E; Sobczak, J. W.; Gazda, M.; Hupka, J. J. Appl. Catal. B 2009, 89, 69
14. de Ruiter, R.; Kentgens, A. P. M.; Grootendorst, J.; Jansen, J. C.; van Bekkum, H. Zeolites 1993, 13, 128
15. Coudurier, G.; Auroux, A.; Vedrine, J. C.; Farlee, R. D.; Abrams, L.; Shannon, R. D. J. Catal. 1987, 108, 1
16. Bray, P. J. Inorg. Chim. Acta 1999, 289, 158
17. Reyes-Garcia, E. A.; Sun, Y. P.; Raftery, D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17146
18. Martens, R. M.; Müller-Warmuth, W. J. Non-Cryst. Solids 2000, 265, 167
19. Medek, A.; Harwood, J. S.; Frydman, L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12779
20. Wang, S. H.; Xu, Z.; Baltisberger, J. H.; Bull, L. M.; Stebbins, J. F.; Pines, A. Solid State NMR 1997, 8, 1
21. Smith, M. E.; van Eck, E. R. H. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1999, 34, 159
22. Frydman, L.; Harwood, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5367
23. Goldbourt, A.; Madhu, P. K.; Vega, S. Chem. Phys. Lett. 2000, 320, 448
24. Amoureux, J. P.; Fernandez, C.; Steuernagel, S. J. Magn. Reson. 1996, 123, 116
25. Asahi, R.; Morikawa, T.; Ohwaki, T.; Aoki, K.; Taga, Y. Science 2001, 293, 269
26. Umebayashi, T.; Yamaki, T.; Itoh, H.; Asai, K. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 454
27. Umebayashi, T.; Yamaki, T.; Yamamoto, S.; Miyashita, A.; Tanaka, S. J. Appl. Phys. 2003, 93, 5156
28. Yang, K.; Dai, Y.; Huang, B. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18985
29. Yang, K.; Dai, Y.; Huang, B. Phys. Rev. B 2007, 76, 195201
30. Finazzi, E.; Di Valentin, C.; Pacchioni, G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 220
31. Madhu, P. K.; Goldbourt, A.; Frydman, L.; Vega, S. Chem. Phys. Lett. 1999, 307, 41
32. Massiot, D.; Fayon, M.; Capron, I.; King, S.; Le Calve', B.; Alonso, J.-O.; Durand, B.; Bujoli, Z.; Gan, Z.; Hoatson, G. Magn. Reson. Chem. 2002, 40, 70
33. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
34. Perdew, J. P.; Ruzsinszky, A.; Csonka, G. I.; Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E.; Constantin, L.; Zhou, X.; Burke, K. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 136406
35. Monkhorst, H.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188
36. Pickard, C. J.; Mauri, F. Phys. Rev. B 2001, 63, 245101
37. Profeta, M.; Mauri, F.; Pickard, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 541
38. Zheng, A.; Liu, S.-B.; Deng, F. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15018
39. Zheng, A.; Liu, S. B.; Deng, F. J. Comput. Chem. 2009, 30, 222
40. Khana, R.; Kima, S. W.; Kima, T. J.; Namb, C. M. Mater. Chem. Phys. 2008, 112, 167
41. Spadavecchia, F.; Cappelletti, G.; Ardizzone, S.; Bianchi, C. L.; Cappelli, S.; Oliva, C.; Scardi, P.; Leoni, M.; Fermo, P. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 96, 314
42. Yu, J.; Zhao, X.; Zhao, Q. J. Chin. Ceram. Soc. 2000, 28, 245
43. Sagawa, T.; Sueyoshi, R.; Kawaguchi, M.; Kudo, M.; Ihara, H.; Ohkubo, K. Chem. Commun. 2004, 7, 814
44. Boulos, E. N.; Kreidl, N. J. J. Am. Ceram. Soc. 1971, 54, 368
45. Brik, Y.; Kacimi, M.; Bozon-Verduraz, F.; Ziyad, M. J. Catal. 2002, 211, 470
46. Bautista, F. M.; Campelo, J. M.; Garcia, A.; Luna, D.; Marinas, J. M.; Moreno, M. C.; Romero, A. A.; Navio, J. A.; Macias, M. J. Catal. 1998, 173, 333
47. Ling, Q.; Sun, J.; Zhou, Q.; Ren, H.; Zhao, Q. Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 6731
48. Sathish, M.; Viswanathan, B.; Viswanath, R. P.; Gopinath, C. S. Chem. Mater. 2005, 17, 6349
49. Engelhardt, G.; Kentgens, A. P. M.; Koller, H.; Samoson, A. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1999, 15, 171
50. Kroeker, S.; Stebbins, J. F. Inorg. Chem. 2001, 40, 6239
51. Hwang, S. J.; Chen, C. Y.; Zones, S. I. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18535
52. Takeda, S.; Suzuki, S.; Odaka, H.; Hosono, H. Thin Solid Films 2001, 392, 338
53. Ikeda, S.; Sugiyama, N.; Murakami, S.; Kominami, H.; Kera, Y.; Noguchi, H.; Uosaki, K.; Torimoto, T.; Ohtani, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 778
54. Wang, J.; Tafen, D. N.; Lewis, J. P.; Hong, Z. l.; Manivannan, A.; Zhi, M. J.; Li, M.; Wu, N. Q. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12290
55. Yates, J. R.; Dobbins, S. E.; Pickard, C. J.; Mauri, F.; Ghi, P. Y.; Harris, R. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1402
56. Zheng, A.; Liu, S. B.; Deng, F. J. Comput. Chem. 2009, 30, 222
57. Yang, K.; Dai, Y.; Huang, B. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12086
58. Mi, L.; Zhang, Y.; Wang, P. Chem. Phys. Lett. 2008, 458, 341
59. Lee, J.; Park, J.; Cho, J. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 011904
60. Yang, K.; Dai, Y.; Huang, B. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18985
61. Asahi, R.; Taga, Y.; Mannstadt, W.; Freeman, A. Phys. Rev. B 2000, 61, 7459
62. Grey, I. E.; Li, C.; MacRae, C. M.; Bursill, A. J. Solid State Chem. 1996, 127, 240
63. Henderson, M. A.; Epling, W. S.; Peden, C. H. F.; Perkins, C. L. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 534
64. Di Valentin, C.; Pacchioni, G.; Selloni, A. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 166803
65. Kurtz, R. L.; Stock-Bauer, R.; Madey, T. E. Surf. Sci. 1989, 218, 178
66. Hoffmann, M. R.; Martin, S. T.; Choi, W.; Bahnemannt, D. W. Chem. Rev. 1995, 95, 69
67. Ihara, T.; Miyoshi, M.; Iriyama, Y.; Matsumoto, O.; Sugihara, S. Appl. Catal. B 2003, 42, 403
68. Livraghi, S.; Paganini, M. C.; Giamello, E.; Selloni, A.; Di Valentin, C.; Pacchioni, G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15666