Understanding the Enhancement Mechanisms of Surface Plasmon-Mediated Photoelectrochemical Electrodes: A Case Study on Au Nanoparticle Decorated TiO2 Nanotubes

Advanced Materials Interfaces

Volumn 2, Issue 13, 2015, Pages

  Xu, Zhen ^a,b   Lin, Yinyue ^a   Yin, Min ^a   Zhang, Haifeng ^c   Cheng, Chuanwei ^c   Lu, Linfeng ^a   Xue, Xinzhong ^a   Fan, Hong Jin ^d   Chen, Xiaoyuan ^a   Li, Dongdong ^a  

^a SHANGHAI ADVANCED RESEARCH INSTITUTE   (China)

^b UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

^c Tongji University   (China)

^d NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

anodic titanium oxide nanotubes; photoelectrochemical water splitting; SPR mediated hot electron injection; surface passivation; surface plasmon resonance

Indexed keywords

ALUMINA; ALUMINUM OXIDE; ANODIC OXIDATION; COATINGS; ELECTROCHEMISTRY; ELECTRODES; ELECTROMAGNETIC FIELDS; ELECTRON INJECTION; ELECTRONS; ENERGY TRANSFER; GOLD; GOLD NANOPARTICLES; HETEROJUNCTIONS; HIGH-K DIELECTRIC; HOT ELECTRONS; LIGHT; NANOTUBES; PASSIVATION; PLASMONICS; PLASMONS; TITANIUM DIOXIDE; TITANIUM OXIDES; WATER INJECTION; YARN;

ANODIC TITANIUM OXIDES; ELECTROMAGNETIC ENHANCEMENT; HETEROSTRUCTURE INTERFACES; PHOTOELECTROCHEMICAL WATER SPLITTING; PHOTOELECTROCHEMICALS; SEMICONDUCTOR INTERFACES; SURFACE PASSIVATION; VISIBLE-LIGHT RESPONSE;

SURFACE PLASMON RESONANCE;

EID: 84941254824     PISSN: None     EISSN: 21967350     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/admi.201500169     Document Type: Article

References (51)

1. X. Chen, S. S. Mao, Chem. Rev. 2007, 107, 2891.
2. K. Shankar, J. I. Basham, N. K. Allam, O. K. Varghese, G. K. Mor, X. J. Feng, M. Paulose, J. A. Seabold, K. S. Choi, C. A. Grimes, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6327.
3. a) H. M. Luo, T. Takata, Y. G. Lee, J. F. Zhao, K. Domen, Y. S. Yan, Chem. Mater. 2004, 16, 846;
4. b) J. H. Park, S. Kim, A. J. Bard, Nano Lett. 2006, 6, 24;
5. c) H. Tong, N. Umezawa, J. H. Ye, Chem. Commun. 2011, 47, 4219.
6. a) J. H. Bang, P. V. Kamat, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1970;
7. b) W. J. Youngblood, S. H. A. Lee, Y. Kobayashi, E. A. Hernandez-Pagan, P. G. Hoertz, T. A. Moore, A. L. Moore, D. Gust, T. E. Mallouk, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 926;
8. c) R. Trevisan, P. Rodenas, V. Gonzalez-Pedro, C. Sima, R. S. Sanchez, E. M. Barea, I. Mora-Sero, F. Fabregat-Santiago, S. Gimenez, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 141;
9. d) Z. W. Liu, W. B. Hou, P. Pavaskar, M. Aykol, S. B. Cronin, Nano Lett. 2011, 11, 1111.
10. S. Linic, P. Christopher, D. B. Ingram, Nat. Mater. 2011, 10, 911.
11. a) H. T. Huang, L. F. Lu, J. Wang, J. Yang, S. F. Leung, Y. Q. Wang, D. Chen, X. Y. Chen, G. Z. Shen, D. D. Li, Z. Y. Fan, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3790;
12. b) R. Guo, H. Huang, P. Chang, L. Lu, X. Chen, X. Yang, Z. Fan, B. Zhu, D. Li, Nano Energy 2014, 8, 141;
13. c) Q. Lin, S.-F. Leung, L. Lu, X. Chen, Z. Chen, H. Tang, W. Su, D. Li, Z. Fan, ACS Nano 2014, 8, 6484;
14. d) S.-F. Leung, K.-H. Tsui, Q. Lin, J.-M. Shieh, C.-H. Shen, H. Huang, L. Lu, Q. Zhang, C.-H. Hsu, D. Li, Z. Fan, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3611.
15. J. Lee, B. Hua, S. Park, M. Ha, Y. Lee, Z. Fan, H. Ko, Nanoscale 2014, 6, 616.
16. a) D. B. Ingram, S. Linic, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5202;
17. b) Y. C. Pu, G. M. Wang, K. D. Chang, Y. C. Ling, Y. K. Lin, B. C. Fitzmorris, C. M. Liu, X. H. Lu, Y. X. Tong, J. Z. Zhang, Y. J. Hsu, Y. Li, Nano Lett. 2013, 13, 3817.
18. I. Paramasivalm, J. M. Macak, P. Schmuki, Electrochem. Commun. 2008, 10, 71.
19. H. Wang, T. T. You, W. W. Shi, J. H. Li, L. Guo, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6490.
20. a) X. Zhang, Y. Liu, S.-T. Lee, S. Yang, Z. Kang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1409;
21. b) Z. Zhang, L. Zhang, M. N. Hedhili, H. Zhang, P. Wang, Nano Lett. 2013, 13, 14.
22. a) T. Butburee, Y. Bai, J. Pan, X. Zong, C. H. Sun, G. Liu, L. Z. Wang, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 12776;
23. b) M. M. Miller, A. A. Lazarides, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21556.
24. F. Le Formal, N. Tetreault, M. Cornuz, T. Moehl, M. Gratzel, K. Sivula, Chem. Sci. 2011, 2, 737.
25. S. K. Kim, S. Hoffmann-Eifert, M. Reiners, R. Waser, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, D6.
26. a) P. Mulvaney, L. Liz-Marzan, M. Giersig, T. Ung, J. Mater. Chem. 2000, 10, 1259;
27. b) S. K. Medda, S. De, G. De, J. Mater. Chem. 2005, 15, 3278;
28. c) Z. W. Seh, S. H. Liu, M. Low, S. Y. Zhang, Z. L. Liu, A. Mlayah, M. Y. Han, Adv. Mater. 2012, 24, 2310.
29. Q. Gui, Z. Xu, H. Zhang, C. Cheng, X. Zhu, M. Yin, Y. Song, L. Lu, X. Chen, D. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 17053.
30. a) Q. Li, J. K. Shang, Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 8923;
31. b) C. Xu, Y. Song, L. Lu, C. Cheng, D. Liu, X. Fang, X. Chen, X. Zhu, D. Li, Nanoscale Res. Lett. 2013, 8, 391.
32. a) C. Gomes Silva, R. Juárez, T. Marino, R. Molinari, H. García, J. Am. Chem. Soc. 2010, 133, 595;
33. b) L. Armelao, D. Barreca, G. Bottaro, A. Gasparotto, C. Maccato, C. Maragno, E. Tondello, U. L. Stangar, M. Bergant, D. Mahne, Nanotechnology 2007, 18, 375709.
34. W. Kim, T. Tachikawa, D. Monllor-Satoca, H. I. Kim, T. Majima, W. Choi, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3732.
35. a) S. C. Warren, E. Thimsen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5133;
36. b) H. A. Atwater, A. Polman, Nat. Mater. 2010, 9, 205.
37. H. M. Chen, C. K. Chen, C. J. Chen, L. C. Cheng, P. C. Wu, B. H. Cheng, Y. Z. Ho, M. L. Tseng, Y. Y. Hsu, T. S. Chan, J. F. Lee, R. S. Liu, D. P. Tsai, ACS Nano 2012, 6, 7362.
38. C. Burda, X. B. Chen, R. Narayanan, M. A. El-Sayed, Chem. Rev. 2005, 105, 1025.
39. K. Qian, B. C. Sweeny, A. C. Johnston-Peck, W. X. Niu, J. O. Graham, J. S. DuChene, J. J. Qiu, Y. C. Wang, M. H. Engelhard, D. Su, E. A. Stach, W. D. Wei, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9842.
40. K. Awazu, M. Fujimaki, C. Rockstuhl, J. Tominaga, H. Murakami, Y. Ohki, N. Yoshida, T. Watanabe, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1676.
41. K. R. Catchpole, A. Polman, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 191113.
42. N. Szydlo, R. Poirier, J. Appl. Phys. 1980, 51, 3310.
43. V. Ganapathy, B. Karunagaran, S. W. Rhee, J. Power Sources 2010, 195, 5138.
44. a) E. Palomares, J. N. Clifford, S. A. Haque, T. Lutz, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 475;
45. b) C. Prasittichai, J. T. Hupp, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1611.
46. I. Thomann, B. A. Pinaud, Z. B. Chen, B. M. Clemens, T. F. Jaramillo, M. L. Brongersma, Nano Lett. 2011, 11, 3440.
47. a) H. Wu, D. D. Li, X. F. Zhu, C. Y. Yang, D. F. Liu, X. Y. Chen, Y. Song, L. F. Lu, Electrochim. Acta 2014, 116, 129;
48. b) D. Yu, X. Zhu, Z. Xu, X. Zhong, Q. Gui, Y. Song, S. Zhang, X. Chen, D. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 8001.
49. D. D. Li, P. C. Chang, C. J. Chien, J. G. Lu, Chem. Mater. 2010, 22, 5707.
50. E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids, Vol. 1, Academic, San Diego, CA 1998.
51. H. Xiao, J. Wang, H. Huang, L. Lu, Q. Lin, Z. Fan, X. Chen, C. Jeong, X. Zhu, D. Li, Nano Energy 2015, 11, 78.