Black Phosphorus Revisited: A Missing Metal-Free Elemental Photocatalyst for Visible Light Hydrogen Evolution

Advanced Materials

Volumn 29, Issue 17, 2017, Pages

  Zhu, Xianjun ^a   Zhang, Taiming ^a   Sun, Zijun ^a   Chen, Huanlin ^a   Guan, Jian ^a   Chen, Xiang ^a   Ji, Hengxing ^a   Du, Pingwu ^a   Yang, Shangfeng ^a  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

Author keywords

ball milling; black phosphorus (BP); few layer nanosheets; hydrogen evolution; photocatalysts

Indexed keywords

BALL MILLING; CARBON; HYDROGEN; LIGHT; METALS; MILLING (MACHINING); NANOSHEETS; PHOSPHORUS; PHOTOCATALYSTS; PRECIOUS METALS;

BLACK PHOSPHORUS (BP); GRAPHITIC CARBON NITRIDES; HYDROGEN EVOLUTION; LAYERED STRUCTURES; MECHANO-CHEMICAL METHODS; METAL COCATALYST; PHOTOCATALYTIC HYDROGEN EVOLUTION; TUNABLE BAND-GAP;

NONMETALS;

EID: 85013672554     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201605776     Document Type: Article

References (65)

1. K. Maeda, K. Domen, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2655.
2. L. Yuan, C. Han, M.-Q. Yang, Y.-J. Xu, Int. Rev. Phys. Chem. 2016, 35, 1.
3. A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37.
4. P. Du, R. Eisenberg, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6012;
5. T. Hisatomi, J. Kubota, K. Domen, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7520;
6. J. Ran, J. Zhang, J. Yu, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7787.
7. H. Wang, L. Zhang, Z. Chen, J. Hu, S. Li, Z. Wang, J. Liu, X. Wang, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5234;
8. G. Liu, P. Niu, H.-M. Cheng, Chem. Phys. Chem. 2013, 14, 885;
9. A. Ishikawa, T. Takata, J. N. Kondo, M. Hara, H. Kobayashi, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13547.
10. Z. Zou, J. Ye, K. Sayama, H. Arakawa, Nature 2001, 414, 625.
11. K. Zhang, L. Guo, Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 1672.
12. K. Maeda, T. Takata, M. Hara, N. Saito, Y. Inoue, H. Kobayashi, K. Domen, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8286.
13. W. T. Eckenhoff, W. R. McNamara, P. Du, R. Eisenberg, Biochem. Biophys. Acta, Bioenerg. 2013, 1827, 958;
14. Y. Sasaki, H. Kato, A. Kudo, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5441.
15. Y. Xu, M. Kraft, R. Xu, Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 3039.
16. X. Wang, K. Maeda, A. Thomas, K. Takanabe, G. Xin, J. M. Carlsson, K. Domen, M. Antonietti, Nat. Mater. 2009, 8, 76.
17. F. Dai, J. Zai, R. Yi, M. L. Gordin, H. Sohn, S. Chen, D. Wang, Nat. Commun. 2014, 5, 3605.
18. Y. D. Chiou, Y. J. Hsu, Appl. Catal., B 2011, 105, 211.
19. F. Wang, W. K. H. Ng, J. C. Yu, H. J. Zhu, C. H. Li, L. Zhang, Z. F. Liu, Q. Li, Appl. Catal., B 2012, 111, 409;
20. Z. Hu, L. Yuan, Z. Liu, Z. Shen, J. C. Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9580.
21. G. Liu, P. Niu, L. C. Yin, H. M. Cheng, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9070;
22. W. C. Peng, X. Y. Li, Nano Res. 2013, 6, 286.
23. G. Liu, L. C. Yin, P. Niu, W. Jiao, H. M. Cheng, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6242.
24. D. Xia, Z. Shen, G. Huang, W. Wang, J. C. Yu, P. K. Wong, Environ. Sci. Technol. 2015, 49, 6264;
25. F. Bachhuber, J. von Appen, R. Dronskowski, P. Schmidt, T. Nilges, A. Pfitzner, R. Weihrich, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 11629;
26. D. E. C. Corbridge, E. J. Lowe, Nature 1952, 170, 629.
27. S. A. Ansari, Z. Khan, M. O. Ansari, M. H. Cho, RSC Adv. 2016, 6, 44616.
28. F. Xia, H. Wang, Y. Jia, Nat. Commun. 2014, 5, 4458;
29. J. Kim, S. S. Baik, S. H. Ryu, Y. Sohn, S. Park, B.-G. Park, J. Denlinger, Y. Yi, H. J. Choi, K. S. Kim, Science 2015, 349, 723;
30. J. Qiao, X. Kong, Z. X. Hu, F. Yang, W. Ji, Nat. Commun. 2014, 5, 4475.
31. D. Hanlon, C. Backes, E. Doherty, C. S. Cucinotta, N. C. Berner, C. Boland, K. Lee, A. Harvey, P. Lynch, Z. Gholamvand, S. Zhang, K. Wang, G. Moynihan, A. Pokle, Q. M. Ramasse, N. McEvoy, W. J. Blau, J. Wang, G. Abellan, F. Hauke, A. Hirsch, S. Sanvito, D. D. O'Regan, G. S. Duesberg, V. Nicolosi, J. N. Coleman, Nat. Commun. 2015, 6, 8563;
32. L. Li, Y. Yu, G. J. Ye, Q. Ge, X. Ou, H. Wu, D. Feng, X. H. Chen, Y. Zhang, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 372;
33. M. Engel, M. Steiner, P. Avouris, Nano Lett. 2014, 14, 6414;
34. M. Dahbi, N. Yabuuchi, M. Fukunishi, K. Kubota, K. Chihara, K. Tokiwa, X.-f. Yu, H. Ushiyama, K. Yamashita, J.-Y. Son, Y.-T. Cui, H. Oji, S. Komaba, Chem. Mater. 2016, 28, 1625.
35. B. Sa, Y.-L. Li, J. Qi, R. Ahuja, Z. Sun, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 26560;
36. M. Z. Rahman, C. W. Kwong, K. Daveya, S. Z. Qiao, Energy Environ. Sci. 2016, 9, 709.
37. H. Uk Lee, S. C. Lee, J. Won, B.-C. Son, S. Choi, Y. Kim, S. Y. Park, H.-S. Kim, Y.-C. Lee, J. Lee, Sci. Rep. 2015, 5, 8691.
38. Z. Shen, S. Sun, W. Wang, J. Liu, Z. Liu, J. C. Yu, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 3285.
39. J. Hu, Z. Guo, P. E. McWilliams, J. E. Darges, D. L. Druffel, A. M. Moran, S. C. Warren, Nano Lett. 2016, 16, 74.
40. T. Nilges, M. Kersting, T. Pfeifer, J. Solid State Chem. 2008, 181, 1707.
41. I.-Y. Jeon, Y.-R. Shin, G.-J. Sohn, H.-J. Choi, S.-Y. Bae, J. Mahmood, S.-M. Jung, J.-M. Seo, M.-J. Kim, D. W. Chang, L. Dai, J.-B. Baek, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 5588;
42. I.-Y. Jeon, H.-J. Choi, S.-M. Jung, J.-M. Seo, M.-J. Kim, L. Dai, J.-B. Baek, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1386;
43. I.-Y. Jeon, S. Zhang, L. Zhang, H.-J. Choi, J.-M. Seo, Z. Xia, L. Dai, J.-B. Baek, Adv. Mater. 2013, 25, 6138;
44. J. Guan, X. Chen, T. Wei, F. Liu, S. Wang, Q. Yang, Y. Lu, S. Yang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 4139;
45. D. W. Chang, J.-B. Baek, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 15281.
46. Y. Bessekhouad, M. Trari, Int. J. Hydrogen Energy 2002, 27, 357.
47. A. Favron, E. Gaufres, F. Fossard, A.-L. Phaneuf-Lheureux, N. Y. W. Tang, P. L. Levesque, A. Loiseau, R. Leonelli, S. Francoeur, R. Martel, Nat. Mater. 2015, 14, 826.
48. Y. Zhao, H. Wang, H. Huang, Q. Xiao, Y. Xu, Z. Guo, H. Xie, J. Shao, Z. Sun, W. Han, X. F. Yu, P. Li, P. K. Chu, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5003;
49. C. R. Ryder, J. D. Wood, S. A. Wells, Y. Yang, D. Jariwala, T. J. Marks, G. C. Schatz, M. C. Hersam, Nat. Chem. 2016, 8, 597.
50. M. T. Edmonds, A. Tadich, A. Carvalho, A. Ziletti, K. M. O'Donnell, S. P. Koenig, D. F. Coker, B. Özyilmaz, A. H. C. Neto, M. S. Fuhrer, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 14557.
51. L. Liang, J. Wang, W. Lin, B. G. Sumpter, V. Meunier, M. Pan, Nano Lett. 2014, 14, 6400.
52. A. M. Puziy, O. I. Poddubnaya, R. P. Socha, J. Gurgul, M. Wisniewski, Carbon 2008, 46, 2113;
53. L. Zhang, Y. Gao, Y. Xu, J. Liu, J. Chem. Technol. Biotechnol. 2016, 91, 1232.
54. S. Sugai, I. Shirotani, Solid State Commun. 1985, 53, 753.
55. H. Wang, X. Yang, W. Shao, S. Chen, J. Xie, X. Zhang, J. Wang, Y. Xie, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11376.
56. S. Appalakondaiah, G. Vaitheeswaran, S. Lebègue, N. E. Christensen, A. Svane, Phys. Rev. B 2012, 86, 035105.
57. X. Zhang, H. M. Xie, Z. D. Liu, C. L. Tan, Z. M. Luo, H. Li, J. D. Lin, L. Q. Sun, W. Chen, Z. C. Xu, L. H. Xie, W. Huang, H. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3653.
58. D. J. Perello, S. H. Chae, S. Song, Y. H. Lee, Nat. Commun. 2015, 6, 7809;
59. V. Tran, R. Soklaski, Y. F. Liang, L. Yang, Phys. Rev. B 2014, 89, 235319;
60. A. H. Woomer, T. W. Farnsworth, J. Hu, R. A. Wells, C. L. Donley, S. C. Warren, ACS Nano 2015, 9, 8869.
61. Z. Hu, G. Liu, X. Chen, Z. Shen, J. C. Yu, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 4445;
62. Z. Hu, Z. Shen, J. C. Yu, Chem. Mater. 2016, 28, 564.
63. Y. Cai, G. Zhang, Y. W. Zhang, Sci. Rep. 2014, 4, 6677.
64. Y. Xu, M. A. A. Schoonen, Am. Mineral. 2000, 85, 543.
65. Z. J. Sun, H. F. Zheng, J. S. Li, P. W. Du, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2668.