2D Porous TiO2 Single-Crystalline Nanostructure Demonstrating High Photo-Electrochemical Water Splitting Performance

Advanced Materials

Volumn 30, Issue 21, 2018, Pages

  Butburee, Teera ^a,b   Bai, Yang ^a   Wang, Huanjun ^a,f   Chen, Hongjun ^a   Wang, Zhiliang ^a   Liu, Gang ^c,d   Zou, Jin ^a   Khemthong, Pongtanawat ^b   Lu, Gao Qing Max ^e   Wang, Lianzhou ^a  

^a UNIVERSITY OF QUEENSLAND   (Australia)

^b NATIONAL SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT AGENCY   (Thailand)

^c INSTITUTE OF METAL RESEARCH   (China)

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

^e UNIVERSITY OF SURREY   (United Kingdom)

^f TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

Author keywords

2D; ion exchange; pore forming; porous single crystalline TiO2 films; water splitting

Indexed keywords

CRYSTAL STRUCTURE; CRYSTALLINE MATERIALS; ENERGY CONVERSION; HYDROGEN PRODUCTION; ION EXCHANGE; IONS; NANOCOMPOSITES; NANOSTRUCTURES; SINGLE CRYSTALS; SOLAR ENERGY; SURFACE REACTIONS; TIN OXIDES; TITANIUM DIOXIDE;

CURRENT-POTENTIAL CURVES; FLUORINE DOPED TIN OXIDE; PORE FORMING; REVERSIBLE HYDROGEN ELECTRODES; STRUCTURAL COHERENCE; TEMPLATE FREE METHOD; TIO2 FILM; WATER SPLITTING;

CHROMIUM COMPOUNDS;

EID: 85045401413     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201705666     Document Type: Article

References (67)

1. P. V. Kamat, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2834.
2. S. Linic, P. Christopher, D. B. Ingram, Nat. Mater. 2011, 10, 911.
3. B. Liu, E. S. Aydil, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3985.
4. F. Zaera, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2746.
5. F. E. Osterloh, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2294.
6. A. S. Arico, P. Bruce, B. Scrosati, J.-M. Tarascon, W. van Schalkwijk, Nat. Mater. 2005, 4, 366.
7. Y.-G. Guo, J.-S. Hu, L.-J. Wan, Adv. Mater. 2008, 20, 2878.
8. J. Zhang, X. Liu, G. Neri, N. Pinna, Adv. Mater. 2016, 28, 795.
9. G. Konstantatos, E. H. Sargent, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 391.
10. Y. Liu, R. Che, G. Chen, J. Fan, Z. Sun, Z. Wu, M. Wang, B. Li, J. Wei, Y. Wei, G. Wang, G. Guan, A. A. Elzatahry, A. A. Bagabas, A. M. Al-Enizi, Y. Deng, H. Peng, D. Zhao, Sci. Adv. 2015, 1, e1500166.
11. I. S. Cho, Z. Chen, A. J. Forman, D. R. Kim, P. M. Rao, T. F. Jaramillo, X. Zheng, Nano Lett. 2011, 11, 4978.
12. L. Wang, X. Bi, S. Yang, Adv. Mater. 2016, 28, 7672.
13. Y. Peng, Z. Le, M. Wen, D. Zhang, Z. Chen, H. B. Wu, H. Li, Y. Lu, Nano Energy 2017, 35, 44.
14. P. Docampo, S. Guldin, U. Steiner, H. J. Snaith, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 698.
15. E. J. Crossland, N. Noel, V. Sivaram, T. Leijtens, J. A. Alexander-Webber, H. J. Snaith, Nature 2013, 495, 215.
16. N. Tetreault, M. Gratzel, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8506.
17. X. Feng, K. Shankar, O. K. Varghese, M. Paulose, T. J. Latempa, C. A. Grimes, Nano Lett. 2008, 8, 3781.
18. Z. Zhang, L. Zhang, M. N. Hedhili, H. Zhang, P. Wang, Nano Lett. 2012, 13, 14.
19. M. Zhou, J. Bao, W. Bi, Y. Zeng, R. Zhu, M. Tao, Y. Xie, ChemSusChem 2012, 5, 1420.
20. M. Zhou, X. W. Lou, Y. Xie, Nano Today 2013, 8, 598.
21. N. Tétreault, É. Arsenault, L.-P. Heiniger, N. Soheilnia, J. Brillet, T. Moehl, S. Zakeeruddin, G. A. Ozin, M. Grätzel, Nano Lett. 2011, 11, 4579.
22. P. Yang, D. Zhao, D. I. Margolese, B. F. Chmelka, G. D. Stucky, Chem. Mater. 1999, 11, 2813.
23. R. Müller, E. D. Zanotto, V. M. Fokin, J. Non-Cryst. Solids 2000, 274, 208.
24. H. L. Bhat, J. N. Sherwood, T. Shripathi, Chem. Eng. Sci. 1987, 42, 609.
25. R. Laghmach, N. Candau, L. Chazeau, E. Munch, T. Biben, J. Chem. Phys. 2015, 142, 244905.
26. L. T. Romano, C. G. Van de Walle, J. W. Ager III, W. Götz, R. S. Kern, J. Appl. Phys. 2000, 87, 7745.
27. Y. Bao, Eng. Fract. Mech. 2005, 72, 505.
28. A. Wahl, J. Augustynski, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 7820.
29. J. Zhang, J. Wang, Z. Zhao, T. Yu, J. Feng, Y. Yuan, Z. Tang, Y. Liu, Z. Li, Z. Zou, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 4763.
30. X. Zou, S. Hovmöller, P. Oleynikov, Electron Crystallography: Electron Microscopy and Electron Diffraction, Vol. 16, Oxford University Press, Oxford, UK 2011.
31. H. G. Yang, C. H. Sun, S. Z. Qiao, J. Zou, G. Liu, S. C. Smith, H. M. Cheng, G. Q. Lu, Nature 2008, 453, 638.
32. C. Z. Wen, J. Z. Zhou, H. B. Jiang, Q. H. Hu, S. Z. Qiao, H. G. Yang, Chem. Commun. 2011, 47, 4400.
33. C.-W. Peng, M. Richard-Plouet, T.-Y. Ke, C.-Y. Lee, H.-T. Chiu, C. Marhic, E. Puzenat, F. Lemoigno, L. Brohan, Chem. Mater. 2008, 20, 7228.
34. P. Strasser, S. Koh, T. Anniyev, J. Greeley, K. More, C. Yu, Z. Liu, S. Kaya, D. Nordlund, H. Ogasawara, M. F. Toney, A. Nilsson, Nat. Chem. 2010, 2, 454.
35. 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.
36. Z.-F. Huang, L. Pan, J.-J. Zou, X. Zhang, L. Wang, Nanoscale 2014, 6, 14044.
37. J. Li, N. Wu, Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1360.
38. D. J. Fermín, E. A. Ponomarev, L. M. Peter, J. Electroanal. Chem. 1999, 473, 192.
39. J. Tang, K. W. Kemp, S. Hoogland, K. S. Jeong, H. Liu, L. Levina, M. Furukawa, X. Wang, R. Debnath, D. Cha, K. W. Chou, A. Fischer, A. Amassian, J. B. Asbury, E. H. Sargent, Nat. Mater. 2011, 10, 765.
40. Y. Li, J. Z. Zhang, Laser Photonics Rev. 2010, 4, 517.
41. Z. Chen, T. F. Jaramillo, T. G. Deutsch, A. Kleiman-Shwarsctein, A. J. Forman, N. Gaillard, R. Garland, K. Takanabe, C. Heske, M. Sunkara, J. Mater. Res. 2010, 25, 3.
42. S. Wang, H. Chen, G. Gao, T. Butburee, M. Lyu, S. Thaweesak, J.-H. Yun, A. Du, G. Liu, L. Wang, Nano Energy 2016, 24, 94.
43. H. Xia, Y. Wang, J. Lin, L. Lu, Nanoscale Res. Lett. 2012, 7, 33.
44. M. Xu, L. Kong, W. Zhou, H. Li, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 19141.
45. W.-Q. Wu, H.-L. Feng, H.-S. Rao, Y.-F. Xu, D.-B. Kuang, C.-Y. Su, Nat. Commun. 2014, 5, 3968.
46. S. Devaraj, N. Munichandraiah, J. Electrochem. Soc. 2007, 154, A80.
47. K. Yuan, T. Hu, Y. Xu, R. Graf, G. Brunklaus, M. Forster, Y. Chen, U. Scherf, ChemElectroChem 2016, 3, 822.
48. C. Zhen, C. Y. Jimmy, G. Liu, H.-M. Cheng, Chem. Commun. 2014, 50, 10416.
49. Y. Yang, G. Liu, J. T. Irvine, H. M. Cheng, Adv. Mater. 2016, 28, 5850.
50. S. Feng, J. Yang, H. Zhu, M. Liu, J. Zhang, J. Wu, J. Wan, J. Am. Ceram. Soc. 2011, 94, 310.
51. H. Cui, G. Zhu, Y. Xie, W. Zhao, C. Yang, T. Lin, H. Gu, F. Huang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 11830.
52. M. Lv, D. Zheng, M. Ye, L. Sun, J. Xiao, W. Guo, C. Lin, Nanoscale 2012, 4, 5872.
53. Y. Bai, H. Yu, Z. Li, R. Amal, G. Q. Lu, L. Wang, Adv. Mater. 2012, 24, 5850.
54. H. Yu, J. Pan, Y. Bai, X. Zong, X. Li, L. Wang, Chem. - Eur. J. 2013, 19, 13569.
55. K. Zhu, N. R. Neale, A. Miedaner, A. J. Frank, Nano Lett. 2007, 7, 69.
56. J. van de Lagemaat, N. G. Park, A. J. Frank, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2044.
57. J. Krüger, R. Plass, M. Grätzel, P. J. Cameron, L. M. Peter, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7536.
58. M. Rodríguez-Pérez, I. Rodríguez-Gutiérrez, A. Vega-Poot, R. García-Rodríguez, G. Rodríguez-Gattorno, G. Oskam, Electrochim. Acta 2017, 258, 900.
59. Gurudayal, L. M. Peter, L. H. Wong, F. F. Abdi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 41265.
60. Z. Zhang, M. F. Hossain, T. Takahashi, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 8528.
61. I. S. Cho, M. Logar, C. H. Lee, L. Cai, F. B. Prinz, X. Zheng, Nano Lett. 2014, 14, 24.
62. Z. Pan, Y. Qiu, J. Yang, M. Liu, L. Zhou, Y. Xu, L. Sheng, X. Zhao, Y. Zhang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 4004.
63. Z. Zhang, P. Wang, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6506.
64. Q. Kang, J. Cao, Y. Zhang, L. Liu, H. Xu, J. Ye, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 5766.
65. W. Wang, J. Dong, X. Ye, Y. Li, Y. Ma, L. Qi, Small 2016, 12, 1469.
66. S. Y. Noh, K. Sun, C. Choi, M. Niu, M. Yang, K. Xu, S. Jin, D. Wang, Nano Energy 2013, 2, 351.
67. S. Soedergren, A. Hagfeldt, J. Olsson, S.-E. Lindquist, J. Phys. Chem. 1994, 98, 5552.