Prolonged Electron Lifetime in Ordered TiO2Mesophyll Cell-Like Microspheres for Efficient Photocatalytic Water Reduction and Oxidation

Small

Volumn 12, Issue 17, 2016, Pages 2291-2299

  Zhang, Yanyan ^a   Wu, Bo ^b   Tang, Yuxin ^a   Qi, Dianpeng ^a   Wang, Ning ^a   Wang, Xiaotian ^a   Ma, Xueling ^a   Sum, Tze Chien ^b   Chen, Xiaodong ^a  

^a NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^b NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

anti aggregation; electron lifetimes; hierarchical structures; TiO2photocatalysts; water splitting

Indexed keywords

ETHYLENE; ETHYLENE GLYCOL; LIGHT ABSORPTION; OXIDE MINERALS; SOLS; TITANIUM DIOXIDE;

ELECTRON LIFETIME; ELECTROSTATIC REPULSIVE FORCES; HIERARCHICAL STRUCTURES; MESOPOROUS STRUCTURES; ORDERED MICROSTRUCTURES; POSITIVE SURFACE CHARGE; TIO2PHOTOCATALYSTS; WATER SPLITTING;

MICROSPHERES;

EID: 84961774686     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201503611     Document Type: Article

References (84)

1. a) X. B. Chen, L. Liu, P. Y. Yu, S. S. Mao, Science 2011, 331, 746;
2. b) B. Winther-Jensen, K. Fraser, C. Ong, M. Forsyth, D. R. MacFarlane, Adv. Mater. 2010, 22, 1727;
3. c) A. Kudo, Y. Miseki, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253;
4. d) X. B. Chen, S. H. Shen, L. J. Guo, S. S. Mao, Chem. Rev. 2010, 110, 6503;
5. e) H. Tong, S. Ouyang, Y. Bi, N. Umezawa, M. Oshikiri, J. Ye, Adv. Mater. 2012, 24, 229;
6. f) Z. Yi, J. Ye, N. Kikugawa, T. Kako, S. Ouyang, H. Stuart-Williams, H. Yang, J. Cao, W. Luo, Z. Li, Y. Liu, R. L. Withers, Nat. Mater. 2010, 9, 559;
7. g) X. Wang, C. Liow, A. Bisht, X. Liu, T. C. Sum, X. Chen, S. Li, Adv. Mater. 2015, 27, 2207;
8. h) C. N. R. Rao, S. R. Lingampalli, Small 2016, 12, 16;
9. i) T. Wang, J. Gong, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 10718;
10. j) H. Li, Y. Zhou, W. Tu, J. Ye, Z. Zou, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 998.
11. a) R. Konta, T. Ishii, H. Kato, A. Kudo, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8992;
12. b) R. Abe, M. Higashi, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11828;
13. c) J. H. Park, S. Kim, A. J. Bard, Nano Lett. 2006, 6, 24.
14. a) B. G. Qin Li, J. G. Yu, J. R. Ran, B. H. Zhang, H. J. Yan, J. R. Gong, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10878;
15. b) X. Zong, G. P. Wu, H. J. Yan, G. J. Ma, J. Y. Shi, F. Y. Wen, L. Wang, C. Li, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 1963;
16. c) S. L. Xiong, B. J. Xi, Y. T. Qian, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 14029;
17. d) S. K. Apte, S. N. Garaje, G. P. Mane, A. Vinu, S. D. Naik, D. P. Amalnerkar, B. B. Kale, Small 2011, 7, 957.
18. a) J. S. Zhang, J. H. Sun, K. Maeda, K. Domen, P. Liu, M. Antonietti, X. Z. Fu, X. C. Wang, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 675;
19. b) F. Z. Su, S. C. Mathew, L. Mohlmann, M. Antonietti, X. C. Wang, S. Blechert, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 657;
20. c) X. C. Wang, K. Maeda, A. Thomas, K. Takanabe, G. Xin, J. M. Carlsson, K. Domen, M. Antonietti, Nat. Mater. 2009, 8, 76.
21. D. Barreca, G. Carraro, V. Gombac, A. Gasparotto, C. Maccato, P. Fornasiero, E. Tondello, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2611.
22. Y. R. Smith, V. Subramanian, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8376.
23. a) G. M. Wang, H. Y. Wang, Y. C. Ling, Y. C. Tang, X. Y. Yang, R. C. Fitzmorris, C. C. Wang, J. Z. Zhang, Y. Li, Nano Lett. 2011, 11, 3026;
24. b) Y. B. Liu, H. B. Zhou, B. X. Zhou, J. H. Li, H. C. Chen, J. J. Wang, J. Bai, W. F. Shangguan, W. M. Cai, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 167;
25. c) J. G. Yu, G. P. Dai, B. B. Huang, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16394;
26. d) W. T. Sun, Y. Yu, H. Y. Pan, X. F. Gao, Q. Chen, L. M. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1124;
27. e) T. Oshima, D. Lu, O. Ishitani, K. Maeda, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2698.
28. a) W. J. Sheng, B. Sun, T. L. Shi, X. H. Tan, Z. C. Peng, G. L. Liao, ACS Nano 2014, 8, 7163;
29. b) C. T. Dinh, H. Yen, F. Kleitz, T. O. Do, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6618;
30. c) S. F. Zhuo, Y. Xu, W. W. Zhao, J. Zhang, B. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8602;
31. d) W. J. Zhou, Z. Y. Yin, Y. P. Du, X. Huang, Z. Y. Zeng, Z. X. Fan, H. Liu, J. Y. Wang, H. Zhang, Small 2013, 9, 140;
32. e) Y. Y. Zhang, Y. X. Tang, X. F. Liu, Z. L. Dong, H. H. Hng, Z. Chen, T. C. Sum, X. D. Chen, Small 2013, 9, 996;
33. f) P. Thiyagarajan, H. J. Ahn, J. S. Lee, J. C. Yoon, J. H. Jang, Small 2013, 9, 2341;
34. g) S. Chen, S. Z. Qiao, ACS Nano 2013, 7, 10190;
35. h) H. Zhou, X. F. Li, T. X. Fan, F. E. Osterloh, J. Ding, E. M. Sabio, D. Zhang, Q. X. Guo, Adv. Mater. 2010, 22, 951.
36. a) Y. B. Dou, S. T. Zhang, T. Pan, S. M. Xu, A. W. Zhou, M. Pu, H. Yan, J. B. Han, M. Wei, D. G. Evans, X. Duan, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 2243;
37. b) J. T. Li, S. K. Cushing, P. Zheng, T. Senty, F. K. Meng, A. D. Bristow, A. Manivannan, N. Q. Wu, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8438.
38. a) F. X. Xiao, S. F. Hung, J. W. Miao, H. Y. Wang, H. B. Yang, B. Liu, Small 2015, 11, 554;
39. b) X. T. Wang, C. Liow, D. P. Qi, B. W. Zhu, W. R. Leow, H. Wang, C. Xue, X. D. Chen, S. Z. Li, Adv. Mater. 2014, 26, 3506;
40. c) N. C. Hildebrandt, J. Soldat, R. Marschall, Small 2015, 11, 2051;
41. d) N. T. Nguyen, M. Altomare, J. E. Yoo, N. Taccardi, P. Schmuki, Adv. Energy Mater. 2016, 61501926;
42. e) Z. Zhao, J. Tian, Y. Sang, A. Cabot, H. Liu, Adv. Mater. 2015, 27, 2557.
43. a) J. B. Priebe, M. Karnahl, H. Junge, M. Beller, D. Hollmann, A. Bruckner, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11420;
44. b) P. Thiyagarajan, H.-J. Ahn, J.-S. Lee, J.-C. Yoon, J.-H. Jang, Small 2013, 9, 2341.
45. a) Y. H. Sang, Z. H. Zhao, J. Tian, P. Hao, H. D. Jiang, H. Liu, J. P. Claverie, Small 2014, 10, 3775;
46. b) K. Iwashina, A. Iwase, Y. H. Ng, R. Amal, A. Kudo, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 604;
47. c) C. Han, Z. Chen, N. Zhang, J. C. Colmenares, Y. J. Xu, Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 221;
48. d) Q. J. Xiang, J. G. Yu, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6575;
49. e) A. Iwase, Y. H. Ng, Y. Ishiguro, A. Kudo, R. Amal, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11054;
50. f) T. F. Yeh, J. M. Syu, C. Cheng, T. H. Chang, H. S. Teng, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2255.
51. J. Liu, Y. Liu, N. Liu, Y. Han, X. Zhang, H. Huang, Y. Lifshitz, S.-T. Lee, J. Zhong, Z. Kang, Science 2015, 347, 970.
52. a) M. F. Shao, F. Y. Ning, M. Wei, D. G. Evans, X. Duan, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 580;
53. b) Y. Li, Z. Y. Fu, B. L. Su, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4634.
54. a) L. Zhao, X. F. Chen, X. C. Wang, Y. J. Zhang, W. Wei, Y. H. Sun, M. Antonietti, M. M. Titirici, Adv. Mater. 2010, 22, 3317;
55. b) A. Wolcott, W. A. Smith, T. R. Kuykendall, Y. P. Zhao, J. Z. Zhang, Small 2009, 5, 104;
56. c) C. Y. Yang, Z. Wang, T. Q. Lin, H. Yin, X. J. Lu, D. Y. Wan, T. Xu, C. Zheng, J. H. Lin, F. Q. Huang, X. M. Xie, M. H. Jiangl, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17831;
57. d) P. Liu, Y. Wang, H. Zhang, T. An, H. Yang, Z. Tang, W. Cai, H. Zhao, Small 2012, 8, 3664;
58. e) G. Xiang, H. Guo, Y. Long, B. Xu, J. He, J. Zhao, X. Wang, Small 2015, 11, 4469.
59. K. Maeda, T. Takata, M. Hara, N. Saito, Y. Inoue, H. Kobayashi, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8286.
60. a) H. N. Kim, T. W. Kim, I. Y. Kim, S. J. Hwang, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3111;
61. b) X. Zong, J. F. Han, G. J. Ma, H. J. Yan, G. P. Wu, C. Li, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 12202;
62. c) T. T. Zhuang, Y. Liu, M. Sun, S. L. Jiang, M. W. Zhang, X. C. Wang, Q. Zhang, J. Jiang, S. H. Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 11495;
63. d) Y. Yu, J. Zhang, X. Wu, W. Zhao, B. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 897;
64. e) Y. Huang, Y. Xu, J. Zhang, X. Yin, Y. Guo, B. Zhang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 19507.
65. a) J. Ng, S. P. Xu, X. W. Zhang, H. Y. Yang, D. D. Sun, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 4287;
66. b) M. Wang, D. Zheng, M. Ye, C. Zhang, B. Xu, C. Lin, L. Sun, Z. Lin, Small 2015, 11, 1436.
67. a) Z. L. Jiang, Y. X. Tang, Q. L. Tay, Y. Y. Zhang, O. I. Malyi, D. P. Wang, J. Y. Deng, Y. K. Lai, H. F. Zhou, X. D. Chen, Z. L. Dong, Z. Chen, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1368;
68. b) Y. X. Tang, Y. Y. Zhang, J. Y. Deng, D. P. Qi, W. R. Leow, J. Q. Wei, S. Y. Yin, Z. L. Dong, R. Yazami, Z. Chen, X. D. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13488;
69. c) Y. X. Tang, Y. Y. Zhang, J. Y. Deng, J. Q. Wei, H. L. Tam, B. K. Chandran, Z. L. Dong, Z. Chen, X. D. Chen, Adv. Mater. 2014, 26, 6111.
70. a) A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37;
71. b) A. Kudo, K. Domen, K. Maruya, T. Onishi, Chem. Phys. Lett. 1987, 133, 517;
72. c) A. L. Linsebigler, G. Q. Lu, J. T. Yates, Chem. Rev. 1995, 95, 735.
73. a) X. Jiang, T. Herricks, Y. Xia, Adv. Mater. 2003, 15, 1205;
74. b) H. K. Yu, G.-R. Yi, J.-H. Kang, Y.-S. Cho, V. N. Manoharan, D. J. Pine, S.-M. Yang, Chem. Mater. 2008, 20, 2704.
75. A. Yamakata, T. Ishibashi, H. Onishi, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7258.
76. K. Maeda, R. Abe, K. Domen, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 3057.
77. a) R. Katoh, M. Murai, A. Furube, Chem. Phys. Lett. 2010, 500, 309;
78. b) D. W. Bahnemann, M. Hilgendorff, R. Memming, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4265;
79. c) A. Furube, T. Asahi, H. Masuhara, H. Yamashita, M. Anpo, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3120;
80. d) Y. Tamaki, A. Furube, M. Murai, K. Hara, R. Katoh, M. Tachiya, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1453.
81. a) J. W. Tang, J. R. Durrant, D. R. Klug, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13885;
82. b) T. Yoshihara, R. Katoh, A. Furube, Y. Tamaki, M. Murai, K. Hara, S. Murata, H. Arakawa, M. Tachiya, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3817.
83. R. J. Dillon, J. B. Joo, F. Zaera, Y. D. Yin, C. J. Bardeen, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 1488.
84. D. A. Wang, T. Hisatomi, T. Takata, C. S. Pan, M. Katayama, J. Kubota, K. Domen, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11252.