Nanostructured tungsten trioxide thin films synthesized for photoelectrocatalytic water oxidation: A review

ChemSusChem

Volumn 7, Issue 11, 2014, Pages 2974-2997

  Zhu, Tao ^a   Chong, Meng Nan ^a   Chan, Eng Seng ^a  

^a MONASH UNIVERSITY MALAYSIA   (Malaysia)

Author keywords

Cathodes; Electrodeposition; Photocatalysis; Thin films +++; Water splitting

Indexed keywords

CATHODES; ELECTRODEPOSITION; ELECTRODES; METALS; OXIDE FILMS; PHOTOCATALYSIS; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS;

ANNEALING TEMPERATURES; CATHODIC ELECTRODEPOSITION; ELECTRO-CHEMICAL ANODIZATION; ELECTROCHEMICAL ROUTES; METAL OXIDE PRECURSORS; PHOTOELECTROCATALYTIC; TUNGSTEN TRIOXIDE THIN FILM; WATER SPLITTING;

THIN FILMS;

NANOMATERIAL; OXIDE; TUNGSTEN; TUNGSTEN OXIDE; WATER;

CATALYSIS; CHEMISTRY; ELECTROCHEMISTRY; OXIDATION REDUCTION REACTION; PHOTOCHEMISTRY;

CATALYSIS; ELECTROCHEMISTRY; NANOSTRUCTURES; OXIDATION-REDUCTION; OXIDES; PHOTOCHEMICAL PROCESSES; TUNGSTEN; WATER;

EID: 84918542467     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201402089     Document Type: Review

References (124)

1. J. R. Bartels, M. B. Pate, N. K. Olson, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 8371-8384.
2. A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37.
3. S. Balachandran, M. Swaminathan, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 26306-26312;
4. S. Chen, W. Zhao, W. Liu, S. Zhang, Appl. Surf. Sci. 2008, 255, 2478-2484;
5. H. Qin, W. Li, Y. Xia, T. He, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 3152-3156.
6. Q. Han, Z. H. Liu, Y. Y. Xu, Z. Y. Chen, T. M. Wang, H. Zhang, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5034-5038;
7. M. Niu, F. Huang, L. Cui, P. Huang, Y. Yu, Y. Wang, ACS Nano 2010, 4, 681-688;
8. Y. Shi, H. Li, L. Wang, W. Shen, H. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 4800-4806.
9. F. Magalhães, F. C. C. Moura, R. M. Lago, Desalination 2011, 276, 266-271;
10. C. Shifu, Z. Sujuan, L. Wei, Z. Wei, J. Hazard. Mater. 2008, 155, 320-326;
11. V. Vimonses, M. N. Chong, B. Jin, Microporous Mesoporous Mater. 2010, 132, 201-209.
12. H. Ishihara, G. K. Kannarpady, K. R. Khedir, J. Woo, S. Trigwell, A. S. Biris, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 19553-19560.
13. K.-S. Ahn, S.-H. Lee, A. C. Dillon, C. E. Tracy, R. Pitts, J. Appl. Phys. 2007, 101, 093524.
14. S. S. Kalanur, Y. J. Hwang, S. Y. Chae, O. S. Joo, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 3479-3488;
15. V. S. Vidyarthi, M. Hofmann, A. Savan, K. Sliozberg, D. König, R. Beranek, W. Schuhmann, A. Ludwig, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 4724-4731;
16. X. M. Zhang, K. Huo, L. Hu, P. K. Chu, IEEE Nanoelectronics Conference 2010, 1090-1091;
17. S. Yousefzadeh, A. Reyhani, N. Naseri, A. Z. Moshfegh, J. Solid State Chem. 2013, 204, 341-347.
18. C. Cantalini, W. Wlodarski, Y. Li, M. Passacantando, S. Santucci, E. Comini, G. Faglia, G. Sberveglieri, Sens. Actuators B 2000, 64, 182-188;
19. W. Li, C. Liu, Y. Yang, J. Li, Q. Chen, F. Liu, Mater. Lett. 2012, 84, 41-43;
20. H. Zheng, A. Z. Sadek, K. Latham, K. Kalantar-Zadeh, Electrochem. Commun. 2009, 11, 768-771.
21. Q. Mi, Y. Ping, Y. Li, B. Cao, B. S. Brunschwig, P. G. Khalifah, G. A. Galli, H. B. Gray, N. S. Lewis, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18318-18324;
22. K. J. Patel, C. J. Panchal, M. S. Desai, P. K. Mehta, Mater. Chem. Phys. 2010, 124, 884-890;
23. A. Ponzoni, E. Comini, M. Ferroni, G. Sberveglieri, Thin Solid Films 2005, 490, 81-85.
24. D. Gogova, G. Stoyanov, K. A. Gesheva, Renewable Energy 1996, 8, 546-550;
25. J. Goschnick, M. Frietsch, T. Schneider, Surface and Coatings Technology 1998, 108-109, 292-296;
26. Z. S. Houweling, J. W. Geus, R. E. I. Schropp, Mater. Chem. Phys. 2013, 140, 89-96.
27. W. L. Kwong, N. Savvides, C. C. Sorrell, Electrochim. Acta 2012, 75, 371-380;
28. T. Pauporte, A. Goux, A. Kahn-Harari, N. deTacconi, C. R. Chenthamarakshan, K. Rajeshwar, D. Lincot, J. Phys. Chem. Solids 2003, 64, 1737-1742;
29. I. Zhitomirsky, Adv. Colloid Interface Sci. 2002, 97, 279-317.
30. C. A. Bignozzi, S. Caramori, V. Cristino, R. Argazzi, L. Meda, A. Tacca, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2228-2246;
31. V. Cristino, S. Caramori, R. Argazzi, L. Meda, G. L. Marra, C. A. Bignozzi, Langmuir 2011, 27, 7276-7284;
32. A. Watcharenwong, W. Chanmanee, N. R. deTacconi, C. R. Chenthamarakshan, P. Kajitvichyanukul, K. Rajeshwar, J. Electroanal. Chem. 2008, 612, 112-120.
33. K.-I. Liu, Y.-C. Hsueh, C.-Y. Su, T.-P. Perng, Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 7750-7755;
34. N. Naseri, S. Yousefzadeh, E. Daryaei, A. Z. Moshfegh, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 13461-13472.
35. M.-S. Gui, W.-D. Zhang, Y.-Q. Chang, Y.-X. Yu, Chem. Eng. J. 2012, 197, 283-288.
36. S. Wei, Y. Ma, Y. Chen, L. Liu, Y. Liu, Z. Shao, J. Hazard. Mater. 2011, 194, 243-249.
37. R. Vijayalakshmi, Synth. React. Inorg. Metal-Org. Nano-Metal Chem. 2006, 36, 89-94.
38. N. Sonoyama, K. Iwase, H. Takatsuka, T. Matsumura, N. Imanishi, Y. Takeda, R. Kanno, J. Power Sources 2009, 189, 561-565;
39. M. Plaza, M. Abuin, A. Mascaraque, M. A. González-Barrio, L. Perez, Mater. Chem. Phys. 2012, 134, 523-530.
40. P. E. Hovsepian, D. B. Lewis, Q. Luo, A. Farinotti, Thin Solid Films 2005, 488, 1-8;
41. R. Vaidyanathan, S. M. Cox, U. Happek, D. Banga, M. K. Mathe, J. L. Stickney, Langmuir 2006, 22, 10590-10595.
42. S. Feng, J. Yang, M. Liu, H. Zhu, J. Zhang, G. Li, J. Peng, Q. Liu, Electrochim. Acta 2012, 83, 321-326;
43. S. Li, H. Zhao, D. Tian, Mater. Sci. Semicond. Proc. 2013, 16, 149-153.
44. D. J. Comstock, S. T. Christensen, J. W. Elam, M. J. Pellin, M. C. Hersam, Electrochem. Commun. 2010, 12, 1543-1546;
45. S. Bai, C. Sun, T. Guo, R. Luo, Y. Lin, A. Chen, L. Sun, J. Zhang, Electrochim. Acta 2013, 90, 530-534;
46. K. Liang, X. Tang, B. Wei, W. Hu, Mater. Res. Bull. 2013, 48, 3829-3833.
47. S. Gupta, M. Tripathi, S. Gupta, M. Tripathi, M. Tripathi, Centr. Eur. J. Chem. 2011, 10, 279-294;
48. S. Kim, J. Choi, S. Kim, J. Choi, Electrochem. Commun. 2012, 17, 10-13.
49. L. E. Fraga, M. V. B. Zanoni, L. E. Fraga, M. V. B. Zanoni, J. Braz. Chem. Soc. 2011, 22, 718-725.
50. R. Hahn, J. M. Macak, P. Schmuki, Electrochem. Commun. 2007, 9, 947-952.
51. N. Mukherjee, M. Paulose, O. K. Varghese, G. K. Mor, C. A. Grimes, N. Mukherjee, M. Paulose, O. K. Varghese, G. K. Mor, C. A. Grimes, J. Mater. Res. 2003, 18, 2296-2299.
52. Y.-c. Nah, I. Paramasivam, R. Hahn, N. K. Shrestha, P. Schmuki, Nanotechnology 2010, 21, 105704.
53. Y. Liu, Y. Li, W. Li, S. Han, C. Liu, Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 5038-5045.
54. H. Tsuchiya, J. M. Macak, I. Sieber, L. Taveira, A. Ghicov, K. Sirotna, P. Schmuki, Electrochem. Commun. 2005, 7, 295-298.
55. B. Yang, H. Li, M. Blackford, V. Luca, Curr. Appl. Phys. 2006, 6, 436-439.
56. E. A. Meulenkamp, J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 1664.
57. P. K. Shen, A. C. C. Tseung, J. Mater. Chem. 1992, 2, 1141-1147.
58. B.-X. Zou, Y. Liang, X.-X. Liu, D. Diamond, K.-T. Lau, J. Power Sources 2011, 196, 4842-4848.
59. G. Leftheriotis, P. Yianoulis, Solid State Ionics 2008, 179, 2192-2197.
60. N. R. de Tacconi, C. R. Chenthamarakshan, K. Rajeshwar, T. Pauporté, D. Lincot, Electrochem. Commun. 2003, 5, 220-224.
61. M. Yagi, K. Sone, M. Yamada, S. Umemiya, Chem. Eur. J. 2005, 11, 767-775.
62. Q. Zhao, Z. Yu, W. Yuan, J. Li, Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 13249-13255.
63. P. M. S. Monk, S. L. Chester, Electrochim. Acta 1993, 38, 1521-1526.
64. Z. Yu, X. Jia, J. Du, J. Zhang, Solar Ener. Mater. Solar Cells 2000, 64, 55-63.
65. R. Vijayalakshmi, M. Jayachandran, C. Sanjeeviraja, Curr. Appl. Phys. 2003, 3, 171-175.
66. T. Pauporte, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, C539-C545.
67. A. J. Martin, A. M. Chaparro, L. Daza, J. Power Sources 2011, 196, 4187-4192.
68. S. H. Baeck, K. S. Choi, T. F. Jaramillo, G. D. Stucky, E. W. McFarland, Adv. Mater. 2003, 15, 1269-1273.
69. W. L. Kwong, A. Nakaruk, P. Koshy, C. C. Sorrell, Thin Solid Films 2013, 544, 191-196.
70. J.-J. Feng, J.-J. Xu, H.-Y. Chen, Electrochem. Commun. 2006, 8, 77-82.
71. H. Y. Yin, X. C. Song, Y. F. Zheng, X. Wang, Z. A. Yang, R. Ma, Mater. Sci. Eng. B 2011, 176, 684-687.
72. J. C. Hill, K.-S. Choi, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7612-7620.
73. W. Zhao, Z. Wang, X. Shen, J. Li, C. Xu, Z. Gan, Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 908-915.
74. S. Somasundaram, C. R. Chenthamarakshan, N. R. de Tacconi, N. A. Basit, K. Rajeshwar, Electrochem. Commun. 2006, 8, 539-543.
75. S. H. Baeck, T. Jaramillo, G. D. Stucky, E. W. McFarland, Nano Lett. 2002, 2, 831-834.
76. L. Kondrachova, B. P. Hahn, G. Vijayaraghavan, R. D. Williams, K. J. Stevenson, L. Kondrachova, B. P. Hahn, G. Vijayaraghavan, R. D. Williams, K. J. Stevenson, Langmuir 2006, 22, 10490.
77. M. C. Martínez-Rivera, B. W. Berry, K. G. Valentine, K. Westerlund, S. Hay, C. Tommos, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17786-17795.
78. A. Di Paola, F. Di Quarto, C. Sunseri, Corros. Sci. 1980, 20, 1067-1078.
79. E. Patrick, M. E. Orazem, J. C. Sanchez, T. Nishida, J. Neurosci. Methods 2011, 198, 158-171.
80. Z. a. Chen, PEC EXPERIMENT STANDARD, Springer, Berlin/New York, 2013.
81. S. Berger, H. Tsuchiya, A. Ghicov, P. Schmuki, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 203119.
82. Y.-C. Nah, A. Ghicov, D. Kim, P. Schmuki, Electrochem. Commun. 2008, 10, 1777-1780.
83. N. Li, B. Zhou, P. Guo, J. Zhou, D. Jing, Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 11268-11277.
84. D. Huang, L. Wang, Q. Xue, Solid State Sci. 2011, 13, 653-657.
85. W. J. Lee, PS. Shinde, G. H. Go, C. H. Doh, Appl. Surf. Sci. 2013, 270, 267-271.
86. M. Seifollahi Bazarjani, M. Hojamberdiev, K. Morita, G. Zhu, G. Cherkashinin, C. Fasel, T. Herrmann, H. Breitzke, A. Gurlo, R. Riedel, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4467-4475.
87. C. Ng, Y. H. Ng, A. Iwase, R. Amal, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 5269-5275.
88. S. J. Hong, H. Jun, P. H. Borse, J. S. Lee, Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, 3234-3242.
89. X. Liu, F. Wang, Q. Wang, X. Liu, F. Wang, Q. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 7894-7911.
90. M. Regragui, M. Addou, B. El Idrissi, J. C. Bernède, A. Outzourhit, E. Ecchamikh, Mater. Chem. Phys. 2001, 70, 84-89.
91. H. Tong, S. Ouyang, Y. Bi, N. Umezawa, M. Oshikiri, J. Ye, Adv. Mater. 2012, 24, 229-251.
92. R. Saito, Y. Miseki, K. Sayama, Chem. Commun. 2012, 48, 3833-3835.
93. C. W. Lai, S. Sreekantan, Electrochim. Acta 2013, 87, 294-302.
94. K. C. Leonard, K. M. Nam, H. C. Lee, S. H. Kang, H. S. Park, A. J. Bard, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 15901-15910.
95. M. Yagi, S. Umemiya, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6355-6357.
96. G. Wang, Y. Ling, H. Wang, X. Yang, C. Wang, J. Z. Zhang, Y. Li, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6180-6187.
97. W. Zhao, Y. Yang, H. Zhang, Electrochim. Acta 2013, 99, 273-277.
98. G. Liu, P. Niu, H. M. Cheng, ChemPhysChem 2013, 14, 885-892.
99. F. Amano, E. Ishinaga, A. Yamakata, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 22584-22590.
100. M.-R. Gao, Y.-F. Xu, J. Jiang, S.-H. Yu, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2986-3017.
101. G.-R. Li, H. Xu, X.-F. Lu, J.-X. Feng, Y.-X. Tong, C.-Y. Su, Nanoscale 2013, 5, 4056-4069.
102. G. Xi, J. Ye, Q. Ma, N. Su, H. Bai, C. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6508-6511.
103. F. Riboni, L. G. Bettini, D. W. Bahnemann, E. Selli, Catal. Today 2013, 209, 28-34.
104. S. S. K. Ma, K. Maeda, R. Abe, K. Domen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8390-8397.
105. D. Barreca, G. Carraro, V. Gombac, A. Gasparotto, C. Maccato, P. Fornasiero, E. Tondello, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2611-2623.
106. T. K. Townsend, N. D. Browning, F. E. Osterloh, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9543-9550.
107. D. V. Esposito, I. Levin, T. P. Moffat, A. A. Talin, Nat. Mater. 2013, 12, 562-628.
108. J. Sun, D. K. Zhong, D. R. Gamelin, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1252-1261.
109. M. Yoshida, A. Yamakata, K. Takanabe, J. Kubota, M. Osawa, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13218-13219.
110. A. Tanaka, K. Fuku, T. Nishi, K. Hashimoto, H. Kominami, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 16983-16989.
111. W. Fan, Q. Zhang, Y. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 2632-2649.
112. Z. Mou, S. Yin, M. Zhu, Y. Du, X. Wang, P. Yang, J. Zheng, C. Lu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 2793-2799.
113. Y. Qu, X. Duan, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2568-2580.
114. S. Ahmed, I. A. I. Hassan, H. Roy, F. Marken, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 7005-7012.
115. R. Solarska, R. Jurczakowski, J. Augustynski, Nanoscale 2012, 4, 1553-1556.
116. J. Brillet, J.-h. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustynski, M. Grätzel, K. Sivula, Nat. Photonics 2012, 6, 824.
117. D. V. Esposito, R. V. Forest, Y. Chang, N. Gaillard, B. E. McCandless, S. Hou, K. H. Lee, R. W. Birkmire, J. G. Chen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9091-9099.
118. J. K. Kim, K. Shin, S. M. Cho, T.-W. Lee, J. H. Park, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1465-1470.
119. C. Ng, A. Iwase, Y. H. Ng, R. Amal, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 913-918.
120. X. Chen, J. Ye, S. Ouyang, T. Kako, Z. Li, Z. Zou, ACS Nano 2011, 5, 4310-4318.
121. D. Chen, T. Li, Q. Chen, J. Gao, B. Fan, J. Li, X. Li, R. Zhang, J. Sun, L. Gao, Nanoscale 2012, 4, 5431-5439.
122. M. S. Prevot, K. Sivula, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 17879-17893.
123. K. Manthiram, A. P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3995-3998.
124. K. Maeda, ACS Catal. 2013, 3, 1486-1503.