Mesoporous TiO2 single crystals: Facile shape-, size-, and phase-controlled growth and efficient photocatalytic performance

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 21, 2013, Pages 11249-11257

  Zheng, Xiaoli ^a   Kuang, Qin ^a   Yan, Keyou ^a   Qiu, Yongcai ^a   Qiu, Jianhang ^a   Yang, Shihe ^a  

^a HONG KONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (Hong Kong)

Author keywords

controllable crystal growth; mesoporous single crystal; photocatalysts; TiO2

Indexed keywords

CRYSTAL GROWTH PROCESS; CRYSTALLIZATION PROCESS; DEGRADATION OF METHYL ORANGES; MESOPOROUS; PHOTOCATALYTIC ACTIVITIES; PHOTOCATALYTIC PERFORMANCE; SINGLE-CRYSTAL STRUCTURE; TIO;

AZO DYES; CRYSTAL GROWTH; ENERGY CONVERSION; MESOPOROUS MATERIALS; MORPHOLOGY; NANORODS; OXIDE MINERALS; PHOTOCATALYSTS; SILICA; TITANIUM DIOXIDE;

SINGLE CRYSTALS;

EID: 84887600908     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am403482g     Document Type: Article

References (79)

1. Li, D. L.; Zhou, H. S.; Honma, I. Nat. Mater. 2004, 3, 65-72
2. Kondo, J. N.; Domen, K. Chem. Mater. 2008, 20, 835-847
3. Wan, Y.; Yang, H. F.; Zhao, D. Y. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 423-432
4. Yue, W. B.; Zhou, W. Z. Prog. Nat. Sci. 2008, 18, 1329-1338
5. Lee, J.; Orilall, M. C.; Warren, S. C.; Kamperman, M.; Disalvo, F. J.; Wiesner, U. Nat. Mater. 2008, 7, 222-228
6. Mandlmeier, B.; Szeifert, J. M.; Fattakhova-Rohlfing, D.; Amenitsch, H.; Bein, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17274-17282
7. Ren, Y.; Ma, Z.; Bruce, P. G. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4909-4927
8. Liu, F. J.; Zuo, S. F.; Xia, X. D.; Sun, J.; Zou, Y. C.; Wang, L.; Li, C. G.; Qi, C. Z. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 4089-4096
9. Yang, P. D.; Zhao, D. Y.; Margolese, D. I.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Nature 1998, 396, 152-155
10. Wu, C. W.; Ohsuna, T.; Kuwabara, M.; Kuroda, K. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4544-4545
11. Tsung, C. K.; Fan, J.; Zheng, N. F.; Shi, Q. H.; Forman, A. J.; Wang, J. F.; Stucky, G. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8682-8686
12. Reitz, C.; Suchomski, C.; Weidmann, C.; Brezesinski, T. Nano Res. 2011, 4, 414-424
13. Zhang, J. Y.; Deng, Y. H.; Gu, D.; Wang, S. T.; She, L.; Che, R. C.; Wang, Z. S.; Tu, B.; Xie, S. H.; Zhao, D. Y. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 241-248
14. Deng, Y. H.; Wei, J.; Sun, Z. K.; Zhao, D. Y. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 4054-4070
15. Zhang, Y.; Xie, Z. B.; Wang, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 2789-2795
16. Zhu, K. K.; Yue, B.; Zhou, W. Z.; He, H. Y. Chem. Commun. 2003, 98-99
17. Jiao, F.; Harrison, A.; Jumas, J. C.; Chadwick, A. V.; Kockelmann, W.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5468-5474
18. Lu, A. H.; Schuth, F. Adv. Mater. 2006, 18, 1793-1805
19. Lai, X. Y.; Li, X. T.; Geng, W. C.; Tu, J. C.; Li, J. X.; Qiu, S. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 738-741
20. Armatas, G. S.; Katsoulidis, A. P.; Petrakis, D. E.; Pomonis, P. J.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2010, 22, 5739-5746
21. Shopsowitz, K. E.; Stahl, A.; Hamad, W. Y.; MacLachlan, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6886-6890
22. Serrano, D. P.; Escola, J. M.; Pizarro, P. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 4004-4035
23. Leshuk, T.; Linley, S.; Baxter, G.; Gu, F. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 6062-6070
24. Crepaldi, E. L.; Soler-Illia, G. J. D. A.; Grosso, D.; Cagnol, F.; Ribot, F.; Sanchez, C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9770-9786
25. Dickinson, C.; Zhou, W. Z.; Hodgkins, R. P.; Shi, Y. F.; Zhao, D. Y.; He, H. Y. Chem. Mater. 2006, 18, 3088-3095
26. Yue, W. B.; Hill, A. H.; Harrison, A.; Zhou, W. Z. Chem. Commun. 2007, 2518-2520
27. Yue, W. B.; Randorn, C.; Attidekou, P. S.; Su, Z. X.; Irvine, J. T. S.; Zhou, W. Z. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2826-2833
28. Kang, M.; Kim, D.; Yi, S. H.; Han, J. U.; Yie, J. E.; Kim, J. M. Catal. Today 2004, 93-95, 695-699
29. Xu, H.; Reunchan, P.; Ouyang, S.; Tong, H.; Umezawa, N.; Kako, T.; Ye, J. Chem. Mater. 2013, 25, 405-411
30. Kowalski, D.; Kim, D.; Schmuki, P. Nano Today 2013, 8, 235-264
31. Hao, B.; Yan, Y.; Wang, X. B.; Chen, G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 6285-6291
32. Ni, M.; Leung, M. K. H.; Leung, D. Y. C.; Sumathy, K. Renew. Sust. Energy Rev. 2007, 11, 401-425
33. Gratzel, M. Nature 2001, 414, 338-344
34. Chen, X.; Mao, S. S. Chem. Rev. 2007, 107, 2891-2959
35. Ren, Y.; Liu, Z.; Pourpoint, F.; Armstrong, A. R.; Grey, C. P.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2164-2167
36. Brezesinski, T.; Wang, J.; Polleux, J.; Dunn, B.; Tolbert, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1802-1809
37. Szeifert, J. M.; Fattakhova-Rohlfing, D.; Georgiadou, D.; Kalousek, V.; Rathousky, J.; Kuang, D.; Wenger, S.; Zakeeruddin, S. M.; Gratzel, M.; Bein, T. Chem. Mater. 2009, 21, 1260-1265
38. Szeifert, J. M.; Feckl, J. M.; Fattakhova-Rohlfing, D.; Liu, Y. J.; Kalousek, V.; Rathousky, J.; Bein, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12605-12611
39. Ye, J. F.; Liu, W.; Cai, J. G.; Chen, S. A.; Zhao, X. W.; Zhou, H. H.; Qi, L. M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 933-940
40. Docampo, P.; Guldin, S.; Steiner, U.; Snaith, H. J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 698-703
41. Imanishi, A.; Suzuki, H.; Murakoshi, K.; Nakato, Y. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 21050-21054
42. Liu, B.; Aydil, E. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3985-3990
43. Yang, H. G.; Sun, C. H.; Qiao, S. Z.; Zou, J.; Liu, G.; Smith, S. C.; Cheng, H. M.; Lu, G. Q. Nature 2008, 453, 638-642
44. Wu, X.; Chen, Z. G.; Lu, G. Q.; Wang, L. Z. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4167-4172
45. Bian, Z. F.; Zhu, J. A.; Wen, J.; Cao, F. L.; Huo, Y. N.; Qian, X. F.; Cao, Y.; Shen, M. Q.; Li, H. X.; Lu, Y. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 1105-1108
46. Yue, W. B.; Xu, X. X.; Irvine, J. T. S.; Attidekou, P. S.; Liu, C.; He, H. Y.; Zhao, D. Y.; Zhou, W. Z. Chem. Mater. 2009, 21, 2540-2546
47. Crossland, E. J. W.; Noel, N.; Sivaram, V.; Leijtens, T.; Alexander-Webber, J. A.; Snaith, H. J. Nature 2013, 495, 215-219
48. Park, N. G.; van de Lagemaat, J.; Frank, A. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 8989-8994
49. Wang, D. H.; Choi, D. W.; Yang, Z. G.; Viswanathan, V. V.; Nie, Z. M.; Wang, C. M.; Song, Y. J.; Zhang, J. G.; Liu, J. Chem. Mater. 2008, 20, 3435-3442
50. Yanagisawa, K.; Ovenstone, J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 7781-7787
51. Guo, W. X.; Zhang, F.; Lin, C. J.; Wang, Z. L. Adv. Mater. 2012, 24, 4761-4764
52. Wu, L.; Yang, B. X.; Yang, X. H.; Chen, Z. G.; Li, Z.; Zhao, H. J.; Gong, X. Q.; Yang, H. G. CrystEngComm 2013, 15, 3252-3255
53. Lai, Z. C.; Peng, F.; Wang, H. J.; Yu, H.; Zhang, S. Q.; Zhao, H. J. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 4182-4185
54. Cheng, H. M.; Ma, J. M.; Zhao, Z. G.; Qi, L. M. Chem. Mater. 1995, 7, 663-671
55. Zhang, H. M.; Wang, Y.; Liu, P. R.; Han, Y. H.; Yao, X. D.; Zou, J.; Cheng, H. M.; Zhao, H. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 2472-2478
56. Yang, P. D.; Zhao, D. Y.; Margolese, D. I.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Chem. Mater. 1999, 11, 2813-2826
57. Zhang, H. J.; Du, G. D.; Lu, W. Q.; Cheng, L. L.; Zhu, X. F.; Jiao, Z. CrystEngComm 2012, 14, 3793-3801
58. De Yoreo, J. J.; Vekilov, P. G. Rev. Mineral. Geochem. 2003, 54, 57-93
59. Cho, I. S.; Chen, Z. B.; Forman, A. J.; Kim, D. R.; Rao, P. M.; Jaramillo, T. F.; Zheng, X. L. Nano Lett. 2011, 11, 4978-4984
60. Bogush, G. H.; Tracy, M. A.; Zukoski, C. F. J. Non-Cryst. Solids 1988, 104, 95-106
61. Ennaoui, A.; Sankapal, B. R.; Skryshevsky, V.; Lux-Steiner, M. C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 1533-1541
62. Ducati, C. Nature 2013, 495, 180-181
63. Kuang, Q.; Yang, S. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 3683-3690
64. Parlett, C. M. A.; Wilson, K.; Lee, A. F. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 3876-3893
65. Wang, J. G.; Bian, Z. F.; Zhu, J.; Li, H. X. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1296-1302
66. Hurum, D. C.; Agrios, A. G.; Gray, K. A.; Rajh, T.; Thurnauer, M. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4545-4549
67. Zhang, A. Y.; Long, L. L.; Li, W. W.; Wang, W. K.; Yu, H. Q. Chem. Commun. 2013, 49, 6075-6077
68. Kubacka, A.; Fernandez-Garcia, M.; Colon, G. Chem. Rev. 2012, 112, 1555-1614
69. Osterloh, F. E. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2294-2320
70. Banerjee, S.; Gopal, J.; Muraleedharan, P.; Tyagi, A. K.; Rai, B. Curr. Sci. India 2006, 90, 1378-1383
71. Xu, M. C.; Gao, Y. K.; Moreno, E. M.; Kunst, M.; Muhler, M.; Wang, Y. M.; Idriss, H.; Woll, C. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 138302
72. D'Arienzo, M.; Carbajo, J.; Bahamonde, A.; Crippa, M.; Polizzi, S.; Scotti, R.; Wahba, L.; Morazzoni, F. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17652-17661
73. Pan, J.; Liu, G.; Lu, G. M.; Cheng, H. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2133-2137
74. Xu, H.; Reunchan, P.; Ouyang, S. X.; Tong, H.; Umezawa, N.; Kako, T.; Ye, J. H. Chem. Mater. 2013, 25, 405-411
75. Ohno, T.; Sarukawa, K.; Matsumura, M. New J. Chem. 2002, 26, 1167-1170
76. Murakami, N.; Katayama, S.; Nakamura, M.; Tsubota, T.; Ohno, T. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 419-424
77. Murakami, N.; Kurihara, Y.; Tsubota, T.; Ohno, T. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3062-3069
78. Liu, L.; Gu, X.; Ji, Z.; Zou, W.; Tang, C.; Gao, F.; Dong, L. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 18578-18587
79. Schaub, R.; Thostrup, P.; Lopez, N.; Laegsgaard, E.; Stensgaard, I.; Norskov, J. K.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 266104