Achieving Highly Efficient Photoelectrochemical Water Oxidation with a TiCl4 Treated 3D Antimony-Doped SnO2 Macropore/Branched α-Fe2O3 Nanorod Heterojunction Photoanode

Advanced Science

Volumn 2, Issue 7, 2015, Pages

  Xu, Yang Fan ^a   Rao, Hua Shang ^a   Chen, Bai Xue ^a   Lin, Ying ^a   Chen, Hong Yan ^a   Kuang, Dai Bin ^a   Su, Cheng Yong ^a  

^a SUN YAT SEN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

ATO; hematite; heterojunction; macropore; PEC water splitting

Indexed keywords

EID: 84964731341     PISSN: None     EISSN: 21983844     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/advs.201500049     Document Type: Article

References (60)

1. A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37;
2. M. G. Walter, E. L. Warren, J. R. McKone, S. W. Boettcher, Q. Mi, E. A. Santori, N. S. Lewis, Chem. Rev. 2010, 110, 6446;
3. J. Yu, J. Low, W. Xiao, P. Zhou, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8839;
4. S. Wang, W. Yao, J. Lin, Z. Ding, X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1034.
5. D. W. Kim, S. C. Riha, E. J. DeMarco, A. B. F. Martinson, O. K. Farha, J. T. Hupp, ACS Nano 2014, 8, 12199;
6. Y. C. Ling, G. M. Wang, J. Reddy, C. C. Wang, J. Z. Zhang, Y. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4074;
7. S. C. Warren, K. Voitchovsky, H. Dotan, C. M. Leroy, M. Cornuz, F. Stellacci, C. Hebert, A. Rothschild, M. Grätzel, Nat. Mater. 2013, 12, 842.
8. A. B. Murphy, P. R. F. Barnes, L. K. Randeniya, I. C. Plumb, I. E. Grey, M. D. Horne, J. A. Glasscock, Int. J. Hydrogen Energy 2006, 31, 1999.
9. J. H. Kennedy, K. W. Frese, J. Electrochem. Soc. 1978, 125, 709;
10. K. Sivula, F. Le Formal, M. Grätzel, ChemSusChem 2011, 4, 432.
11. K. Sivula, R. Zboril, F. Le Formal, R. Robert, A. Weidenkaff, J. Tucek, J. Frydrych, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7436;
12. Y. C. Ling, G. M. Wang, D. A. Wheeler, J. Z. Zhang, Y. Li, Nano Lett. 2011, 11, 2119;
13. R. Franking, L. S. Li, M. A. Lukowski, F. Meng, Y. Z. Tan, R. J. Hamers, S. Jin, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 500;
14. Y. Hou, F. Zuo, A. Dagg, P. Feng, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1248;
15. J. Liu, Y. Y. Cai, Z. F. Tian, G. S. Ruan, Y. X. Ye, C. H. Liang, G. S. Shao, Nano Energy 2014, 9, 282.
16. A. Kay, I. Cesar, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15714;
17. J. Brillet, M. Grätzel, K. Sivula, Nano Lett. 2010, 10, 4155;
18. H. J. Ahn, M. J. Kwak, J. S. Lee, K. Y. Yoon, J. H. Jang, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 19999;
19. K. Zhang, X. Shi, J. K. Kim, J. S. Lee, J. H. Park, Nanoscale 2013, 5, 1939;
20. L. Wang, C. Y. Lee, A. Mazare, K. Lee, J. Muller, E. Spiecker, P. Schmuki, Chem. Eur. J. 2014, 20, 77.
21. F. Le Formal, N. Tetreault, M. Cornuz, T. Moehl, M. Grätzel, K. Sivula, Chem. Sci. 2011, 2, 737;
22. T. Hisatomi, F. Le Formal, M. Cornuz, J. Brillet, N. Tetreault, K. Sivula, M. Grätzel, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2512;
23. Z. Fu, T. Jiang, L. Zhang, B. Liu, D. Wang, L. Wang, T. Xie, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 13705;
24. D. Cao, W. Luo, J. Feng, X. Zhao, Z. Li, Z. Zou, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 752.
25. K. Sivula, F. Le Formal, M. Grätzel, Chem. Mater. 2009, 21, 2862;
26. Y. Hou, F. Zuo, A. Dagg, P. Y. Feng, Nano Lett. 2012, 12, 6464;
27. H. M. Chen, C. K. Chen, R.-S. Liu, L. Zhang, J. Zhang, D. P. Wilkinson, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5654;
28. R. Marschall, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2421;
29. G. Liu, J. Shi, F. Zhang, Z. Chen, J. Han, C. Ding, S. Chen, Z. Wang, H. Han, C. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7295.
30. W. Q. Wu, Y. F. Xu, H. S. Rao, H. L. Feng, C. Y. Su, D. B. Kuang, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4816;
31. W. Q. Wu, Y. F. Xu, H. S. Rao, C. Y. Su, D. B. Kuang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6437;
32. H. Y. Chen, Y. F. Xu, D. B. Kuang, C. Y. Su, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3887;
33. Y. F. Xu, W. Q. Wu, H. S. Rao, H. Y. Chen, D. B. Kuang, C. Y. Su, Nano Energy 2015, 11, 621;
34. C. W. Cheng, H. F. Zhang, W. N. Ren, W. J. Dong, Y. Sun, Nano Energy 2013, 2, 779;
35. S. K. Karuturi, J. Luo, C. Cheng, L. Liu, L. T. Su, A. I. Y. Tok, H. J. Fan, Adv. Mater. 2012, 24, 4157;
36. J. Li, Y. Qiu, Z. Wei, Q. Lin, Q. Zhang, K. Yan, H. Chen, S. Xiao, Z. Fan, S. Yang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3651;
37. M. Zhou, H. B. Wu, J. Bao, L. Liang, X. W. Lou, Y. Xie, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8579;
38. L. Zhang, E. Reisner, J. J. Baumberg, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1402.
39. M. Stefik, M. Cornuz, N. Mathews, T. Hisatomi, S. Mhaisalkar, M. Grätzel, Nano Lett. 2012, 12, 5431.
40. Y. Q. Sun, W. D. Chemelewski, S. P. Berglund, C. Li, H. C. He, G. Q. Shi, C. B. Mullins, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 5494;
41. L. Wang, A. Palacios-Padros, R. Kirchgeorg, A. Tighineanu, P. Schmuki, ChemSusChem 2014, 7, 421.
42. S. Sharma, A. M. Volosin, D. Schmitt, D.-K. Seo, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 699;
43. V. Müller, M. Rasp, G. Štefanic′, J. Ba, S. Günther, J. Rathousky, M. Niederberger, D. Fattakhova-Rohlfing, Chem. Mater. 2009, 21, 5229.
44. K. N. Li, Y. F. Wang, Y. F. Xu, H. Y. Chen, C. Y. Su, D. B. Kuang, ACS ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 5105.
45. W. Zhou, C. Cheng, J. Liu, Y. Y. Tay, J. Jiang, X. Jia, J. Zhang, H. Gong, H. H. Hng, T. Yu, H. J. Fan, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2439.
46. R. M. Pasquarelli, D. S. Ginley, R. O'Hayre, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 5406.
47. B. Klahr, S. Gimenez, F. Fabregat-Santiago, T. Hamann, J. Bisquert, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4294.
48. C. Sanchez, K. D. Sieber, G. A. Somorjai, J. Electroanal. Chem. 1988, 252, 269.
49. G. Horowitz, J. Electroanal. Chem. 1983, 159, 421.
50. M. P. Dare-Edwards, J. B. Goodenough, A. Hamnett, P. R. Trevellick, J. Chem. Soc.,Faraday Trans. 1 1983, 79, 2027.
51. M. Zhang, W. Luo, N. Zhang, Z. Li, T. Yu, Z. Zou, Electrochem. Commun. 2012, 23, 41.
52. H. Dotan, K. Sivula, M. Grätzel, A. Rothschild, S. C. Warren, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 958;
53. J. H. Kim, J. H. Kim, J. W. Jang, J. Y. Kim, S. H. Choi, G. Magesh, J. Lee, J. S. Lee, Adv. Energy Mater. 2014, 201401933.
54. H. S. Han, J. S. Kim, D. H. Kim, G. S. Han, H. S. Jung, J. H. Noh, K. S. Hong, Nanoscale 2013, 5, 3520.
55. A. Yella, L.-P. Heiniger, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nano Lett. 2014, 14, 2591;
56. F. Le Formal, S. R. Pendlebury, M. Cornuz, S. D. Tilley, M. Grätzel, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2564.
57. J. W. Goodwin, J. Hearn, C. C. Ho, R. H. Ottewill, Colloid. Polym. Sci. 1974, 252, 464.
58. D. K. Zhong, D. R. Gamelin, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4202.
59. N. T. Hahn, H. C. Ye, D. W. Flaherty, A. J. Bard, C. B. Mullins, ACS Nano 2010, 4, 1977;
60. J. Moir, N. Soheilnia, P. O'Brien, A. Jelle, C. M. Grozea, D. Faulkner, M. G. Helander, G. A. Ozin, ACS Nano 2013, 7, 4261.