Ultrasmall Co3O4 Nanocrystals Strongly Enhance Solar Water Splitting on Mesoporous Hematite

Advanced Materials Interfaces

Volumn 2, Issue 18, 2015, Pages

  Feckl, Johann M ^a   Dunn, Halina K ^a   Zehetmaier, Peter M ^a   Müller, Alexander ^b   Pendlebury, Stephanie R ^c   Zeller, Patrick ^a   Fominykh, Ksenia ^a   Kondofersky, Ilina ^a   Döblinger, Markus ^a   Durrant, James R ^c   Scheu, Christina ^b   Peter, Laurence ^d   Fattakhova Rohlfing, Dina ^a   Bein, Thomas ^a  

^a UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^b MAX PLANCK INSTITUT FÜR EISENFORSCHUNG GMBH   (Germany)

^c IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^d University of Bath   (United Kingdom)

Author keywords

Co3O4 nanoparticles; nanostructured hematite; solar water splitting; solvothermal synthesis; surface treatments; water splitting

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; HEMATITE; NANOPARTICLES; SURFACE REACTIONS; SURFACE TREATMENT; SYNTHESIS (CHEMICAL);

COBALT OXIDE NANOPARTICLES; NANO-STRUCTURED; SOLAR WATER SPLITTING; SOLVOTHERMAL REACTIONS; SOLVOTHERMAL SYNTHESIS; TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPIES; WATER SPLITTING; WATER SPLITTING REACTIONS;

COBALT COMPOUNDS;

EID: 84955177104     PISSN: None     EISSN: 21967350     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/admi.201500358     Document Type: Article

References (65)

1. D. W. Su, H. Liu, H. J. Ahn, G. X. Wang, J. Nanosci. Nanotechnol. 2013, 13, 3354.
2. a) D. Liu, X. Wang, X. Wang, W. Tian, Y. Bando, D. Golberg, Sci. Rep. 2013, 2543;
3. b) X. W. Lou, D. Deng, J. Y. Lee, J. Feng, L. A. Archer, 2008, 20, 258;
4. c) X. W. Lou, D. Deng, J. Y. Lee, L. A. Archer, J. Mater. Chem. 2008, 18, 4397;
5. d) Y. Li, B. Tan, Y. Wu, Nano Lett. 2008, 8, 265;
6. e) N. Du, H. Zhang, B. Chen, J. Wu, X. Ma, Z. Liu, Y. Zhang, D. Yang, X. Huang, J. Tu, Adv. Mater. 2007, 19, 4505.
7. C. Sun, F. Li, C. Ma, Y. Wang, Y. Ren, W. Yang, Z. Ma, J. Li, Y.-J. Chen, Y. Kim, L. Chen, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 7188.
8. C.-A. Wang, S. Li, L. An, Chem. Commun. 2013, 49, 7427.
9. X. Xie, Y. Li, Z.-Q. Liu, M. Haruta, W. Shen, Nature 2009, 458, 746.
10. a) J. Xiao, Q. Kuang, S. Yang, F. Xiao, S. Wang, L. Guo, Sci. Rep. 2013, 3, 2300;
11. b) J. Xu, P. Gao, T. Zhao, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5333.
12. N. H. Chou, P. N. Ross, A. T. Bell, T. D. Tilley, ChemSusChem 2011, 4, 1566.
13. M. W. Kanan, D. G. Nocera, Science 2008, 321, 1072.
14. a) M. Barroso, A. J. Cowan, S. R. Pendlebury, M. Grätzel, D. R. Klug, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14868;
15. b) B. Klahr, S. Gimenez, F. Fabregat-Santiago, J. Bisquert, T. W. Hamann, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16693;
16. c) D. K. Zhong, D. R. Gamelin, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4202;
17. d) D. K. Zhong, J. Sun, H. Inumaru, D. R. Gamelin, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6086;
18. e) V. Artero, M. Chavarot-Kerlidou, M. Fontecave, Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 7238;
19. f) C. Y. Cummings, F. Marken, L. M. Peter, A. A. Tahir, K. U. Wijayantha, Chem. Commun. 2012, 48, 2027;
20. g) S. C. Riha, B. M. Klahr, E. C. Tyo, S. Seifert, S. Vajda, M. J. Pellin, T. W. Hamann, A. B. F. Martinson, ACS Nano 2013, 7, 2396.
21. a) J. D. Blakemore, H. B. Gray, J. R. Winkler, A. M. Müller, ACS Catal. 2013, 3, 2497;
22. b) F. Jiao, H. Frei, Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1841;
23. c) L. Xi, P. D. Tran, S. Y. Chiam, P. S. Bassi, W. F. Mak, H. K. Mulmudi, S. K. Batabyal, J. Barber, J. S. C. Loo, L. H. Wong, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 13884.
24. a) T. W. Hamann, Dalton Trans. 2012, 41, 7830;
25. b) Y. Lin, G. Yuan, S. Sheehan, S. Zhou, D. Wang, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4862;
26. c) K. Sivula, F. Le Formal, M. Grätzel, ChemSusChem 2011, 4, 432;
27. d) M. J. Katz, S. C. Riha, N. C. Jeong, A. B. F. Martinson, O. K. Farha, J. T. Hupp, Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 2521.
28. a) J. R. Bolton, S. J. Strickler, J. S. Connolly, Nature 1985, 316, 495;
29. b) J. Brillet, J.-H. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustynski, M. Graetzel, K. Sivula, Nat. Photonics 2012, 6, 824;
30. c) S. R. Pendlebury, A. J. Cowan, M. Barroso, K. Sivula, J. Ye, M. Gratzel, D. R. Klug, J. Tang, J. R. Durrant, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6304.
31. a) I. Cesar, A. Kay, J. A. G. Martinez, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4582;
32. b) A. Kay, I. Cesar, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15714;
33. c) F. Le Formal, S. R. Pendlebury, M. Cornuz, S. D. Tilley, M. Grätzel, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2564.
34. D. R. Gamelin, Nat. Chem. 2012, 4, 965.
35. a) M. Barroso, C. A. Mesa, S. R. Pendlebury, A. J. Cowan, T. Hisatomi, K. Sivula, M. Grätzel, D. R. Klug, J. R. Durrant, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 15640;
36. b) L. M. Peter, K. G. U. Wijayantha, A. A. Tahir, Faraday Discuss. 2012, 155, 309.
37. Y. Liang, Y. Li, H. Wang, J. Zhou, J. Wang, T. Regier, H. Dai, Nat. Mater. 2011, 10, 780.
38. L. Zhuo, J. Ge, L. Cao, B. Tang, Cryst. Growth Des. 2008, 9, 1.
39. T. He, D. Chen, X. Jiao, Y. Wang, Adv. Mater. 2006, 18, 1078.
40. a) D. Yuming, H. Kun, Y. Lin, Z. Aimin, Nanotechnology 2007, 18, 435602;
41. b) M. Staniuk, O. Hirsch, N. Kränzlin, R. Böhlen, W. van Beek, P. M. Abdala, D. Koziej, Chem. Mater. 2014, 26, 2086;
42. c) S. Farhadi, J. Safabakhsh, P. Zaringhadam, J. Nanostruct. Chem. 2013, 3, 69;
43. d) T. He, D. Chen, X. Jiao, Chem. Mater. 2004, 16, 737;
44. e) N. R. Jana, Y. Chen, X. Peng, Chem. Mater. 2004, 16, 3931;
45. f) N. Shi, W. Cheng, H. Zhou, T. X. Fan, M. Niederberger, Chem. Commun. 2015, 51, 1338.
46. a) J. M. Feckl, K. Fominykh, M. Döblinger, D. Fattakhova-Rohlfing, T. Bein, Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 7459;
47. b) K. Fominykh, J. M. Feckl, J. Sicklinger, M. Döblinger, S. Böcklein, J. Ziegler, L. Peter, J. Rathousky, E. W. Scheidt, T. Bein, D. Fattakhova-Rohlfing, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 3123;
48. c) Y. Liu, J. M. Szeifert, J. M. Feckl, B. Mandlmeier, J. Rathousky, O. Hayden, D. Fattakhova-Rohlfing, T. Bein, ACS Nano 2010, 4, 5373;
49. d) J. M. Szeifert, J. M. Feckl, D. Fattakhova-Rohlfing, Y. Liu, V. Kalousek, J. Rathousky, T. Bein, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12605;
50. e) K. Fominykh, P. Chernev, I. Zaharieva, J. Sicklinger, G. Stefanic, M. Döblinger, A. Müller, A. Pokharel, S. Böcklein, C. Scheu, T. Bein, D. Fattakhova-Rohlfing, ACS Nano 2015, 9, 5180;
51. f) K. Peters, P. Zeller, G. Stefanic, V. Skoromets, H. Němec, P. Kuzel, D. Fattakhova-Rohlfing, Chem. Mater. 2015, 27, 1090.
52. V. G. Hadjiev, M. N. Iliev, I. V. Vergilov, J. Phys. C 1988, 21, L199.
53. M. C. Biesinger, B. P. Payne, A. P. Grosvenor, L. W. M. Lau, A. R. Gerson, R. S. C. Smart, Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 2717.
54. H. K. Dunn, J. M. Feckl, A. Müller, D. Fattakhova-Rohlfing, S. G. Morehead, J. Roos, L. M. Peter, C. Scheu, T. Bein, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 24610.
55. I. Cesar, K. Sivula, A. Kay, R. Zboril, M. Grätzel, J. Phys. Chem. C 2008, 113, 772.
56. K. Sivula, R. Zboril, F. Le Formal, R. Robert, A. Weidenkaff, J. Tucek, J. Frydrych, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7436.
57. a) K. J. McDonald, K.-S. Choi, Chem. Mater. 2011, 23, 4863;
58. b) F. Lin, S. W. Boettcher, Nat. Mater. 2014, 13, 81;
59. c) T. J. Mills, F. Lin, S. W. Boettcher, Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 148304.
60. G. Sauerbrey, Z. Phys. 1959, 155, 206.
61. a) A. J. Esswein, M. J. McMurdo, P. N. Ross, A. T. Bell, T. D. Tilley, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15068;
62. b) L. Trotochaud, J. K. Ranney, K. N. Williams, S. W. Boettcher, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17253.
63. X. Yang, C. Du, R. Liu, J. Xie, D. Wang, J. Catal. 2013, 304, 86.
64. S. Soedergren, A. Hagfeldt, J. Olsson, S.-E. Lindquist, J. Phys. Chem. 1994, 98, 5552.
65. L. Trotochaud, T. J. Mills, S. W. Boettcher, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 931.