Nitrogen/fluorine-codoped rutile titania as a stable oxygen-evolution photocatalyst for solar-driven Z-scheme water splitting

Sustainable Energy and Fuels

Volumn 2, Issue 9, 2018, Pages 2025-2035

  Miyoshi, Akinobu ^a   Vequizo, Junie Jhon M ^b   Nishioka, Shunta ^a,c   Kato, Yuma ^d   Yamamoto, Muneaki ^e   Yamashita, Shunsuke ^f   Yokoi, Toshiyuki ^a   Iwase, Akihide ^g   Nozawa, Shunsuke ^h   Yamakata, Akira ^b   Yoshida, Tomoko ^d   Kimoto, Koji ^f   Kudo, Akihiko ^g   Maeda, Kazuhiko ^a  

^a TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Japan)

^b TOYOTA TECHNOLOGICAL INSTITUTE   (Japan)

^c JAPAN SOCIETY FOR THE PROMOTION OF SCIENCE   (Japan)

^d Osaka Prefecture University   (Japan)

^e NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

^f NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^g TOKYO UNIVERSITY OF SCIENCE   (Japan)

^h INSTITUTE OF MATERIALS STRUCTURE SCIENCE   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ALUMINUM NITRIDE; DOPING (ADDITIVES); IRON COMPOUNDS; LIGHT; LIGHT ABSORPTION; MIXTURES; NITROGEN; OXIDE MINERALS; OXYGEN; PHOTOCATALYSIS; PHOTOCATALYSTS; RUTHENIUM COMPOUNDS; SILVER COMPOUNDS;

ELECTRON ACCEPTOR; OXYGEN EVOLUTION; PHOTOCATALYTIC ACTIVITIES; PHOTOGENERATED ELECTRONS; SIMULATED SUNLIGHT; TRANSIENT ABSORPTION SPECTROSCOPIES; VISIBLE LIGHT ABSORPTION; VISIBLE-LIGHT IRRADIATION;

TITANIUM DIOXIDE;

ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY; CATALYSIS; CATALYST; DEGRADATION; ELECTRON; EXPERIMENTAL STUDY; FLUORINE; HYDROGEN PEROXIDE; INORGANIC COMPOUND; INSTRUMENTATION; LIGHT INTENSITY; NITROGEN; OXIDATION; OXYGEN; PERFORMANCE ASSESSMENT; REDOX CONDITIONS; SOLAR RADIATION; TEMPERATURE EFFECT;

EID: 85051944502     PISSN: None     EISSN: 23984902     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c8se00191j     Document Type: Article

References (73)

1. H. Kageyama K. Hayashi K. Maeda J. P. Attfield Z. Hiroi J. M. Rondinelli K. R. Poeppelmeier Nat. Commun. 2018 9 772
2. W. J. Youngblood S.-H. A. Lee K. Maeda T. E. Mallouk Acc. Chem. Res. 2009 42 1966
3. A. Kudo Y. Miseki Chem. Soc. Rev. 2009 38 253
4. K. Maeda J. Photochem. Photobiol., C 2011 12 237
5. R. Abe Bull. Chem. Soc. Jpn. 2011 84 1000
6. Y. Wang X. Wang M. Antonietti Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 68
7. F. E. Osterloh Chem. Soc. Rev. 2013 42 2294
8. Y. Ma X. Wang Y. Jia X. Chen H. Han C. Li Chem. Rev. 2014 114 9987
9. K. Maeda K. Domen Bull. Chem. Soc. Jpn. 2016 89 627
10. K. Takanabe ACS Catal. 2017 7 8006
11. S. Sato T. Arai T. Morikawa Inorg. Chem. 2015 54 5105
12. R. Kuriki K. Maeda Phys. Chem. Chem. Phys. 2017 19 4938
13. K. Maeda Prog. Solid State Chem. 2018 10.1016/j.progsolidstchem.2017.11.003
14. R. Asahi T. Morikawa T. Ohwaki K. Aoki Y. Taga Science 2001 293 269
15. T. Morikawa R. Asahi T. Ohwaki K. Aoki Y. Taga Jpn. J. Appl. Phys. 2001 40 L561
16. K. Nukumizu J. Nunoshige T. Takata J. N. Kondo M. Hara H. Kobayashi K. Domen Chem. Lett. 2003 32 196
17. K. Maeda Y. Shimodaira B. Lee K. Teramura D. Lu H. Kobayashi K. Domen J. Phys. Chem. C 2007 111 18264
18. K. Maeda B. Lee D. Lu K. Domen Chem. Mater. 2009 21 2286
19. D. Li H. Haneda S. Hishita N. Ohashi Chem. Mater. 2005 17 2588
20. X. Zong Z. Xing H. Yu Z. Chen F. Tang J. Zou G. Q. Lu L. Wang Chem. Commun. 2011 47 11742
21. N. Kumar U. Maitra V. I. Hegde U. V. Waghmare A. Sundaresan C. N. R. Rao Inorg. Chem. 2013 52 10512
22. H. Liu L. Gao J. Am. Ceram. Soc. 2004 87 1582
23. S. Yin K. Ihara Y. Aita M. Komatsu T. Sato J. Photochem. Photobiol., A 2006 179 105
24. A. Nakada S. Nishioka J. J. M. Vequizo K. Muraoka T. Kanazawa A. Yamakata S. Nozawa H. Kumagai S. Adachi O. Ishitani K. Maeda J. Mater. Chem. A 2017 5 11710
25. R. Abe K. Sayama H. Sugihara J. Phys. Chem. B 2005 109 16052
26. O.-O. Prieto-Mahaney N. Murakami R. Abe B. Ohtani Chem. Lett. 2009 38 238
27. T. Ohno D. Haga K. Fujihara K. Kaizaki M. Matsumura J. Phys. Chem. B 1997 101 6415
28. K. Maeda Chem. Commun. 2013 49 8404
29. K. Maeda N. Murakami T. Ohno J. Phys. Chem. C 2014 118 9093
30. R. Li Y. Weng X. Zhou X. Wang Y. Mi R. Chong H. Han C. Li Energy Environ. Sci. 2015 8 2377
31. K. Maeda M. Higashi D. Lu R. Abe K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5858
32. K. Maeda D. Lu K. Domen ACS Catal. 2013 3 1026
33. W. Zhao K. Maeda F. Zhang T. Hisatomi K. Domen Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 12051
34. K. Iwashina A. Iwase Y. H. Ng R. Amal A. Kudo J. Am. Chem. Soc. 2015 137 604
35. D. A. H. Hanaor C. C. Sorrell J. Mater. Sci. 2011 46 855
36. J. C. Yu J. Yu W. Ho Z. Jiang L. Zhang Chem. Mater. 2002 14 3808
37. H. Chen A. Nambu W. Wen J. Graciani Z. Zhong J. C. Hanson E. Fujita J. A. Rodriguez J. Phys. Chem. C 2007 111 1366
38. A. Yamakata T.-a. Ishibashi H. Onishi J. Phys. Chem. B 2001 105 7258
39. A. Yamakata M. Yoshida J. Kubota M. Osawa K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2011 133 11351
40. K. Furuhashi Q. Jia A. Kudo H. Onishi J. Phys. Chem. C 2013 117 19101
41. A. Yamakata H. Yeilin M. Kawaguchi T. Hisatomi J. Kubota Y. Sakata K. Domen J. Photochem. Photobiol., A 2015 313 168
42. A. Yamakata J. J. M. Vequizo H. Matsunaga J. Phys. Chem. C 2015 119 24538
43. F. Zhang A. Yamakata K. Maeda Y. Moriya T. Takata J. Kubota K. Teshima S. Oishi K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2012 134 8348
44. M. Hojamberdiev K. Yubuta J. J. M. Vequizo A. Yamakata S. Oishi K. Domen K. Teshima Cryst. Growth Des. 2015 15 4663
45. M. Hojamberdiev H. Wagata K. Yubuta K. Kawashima J. J. M. Vequizo A. Yamakata S. Oishi K. Domen K. Teshima Appl. Catal., B 2016 182 626
46. H. Zhang Y. Chen R. Lu R. Li A. Yu Phys. Chem. Chem. Phys. 2016 18 14904
47. R. Godin Y. Wang M. A. Zwijnenburg J. Tang J. R. Durrant J. Am. Chem. Soc. 2017 139 5216
48. K. Maeda R. Abe K. Domen J. Phys. Chem. C 2011 115 3057
49. H. Suzuki S. Nitta O. Tomita M. Higashi R. Abe ACS Catal. 2017 7 4336
50. B. Ravel M. Newville J. Synchrotron Radiat. 2005 12 537
51. Y. Sasaki H. Kato A. Kudo J. Am. Chem. Soc. 2013 135 5441
52. K. Kimoto T. Asaka X. Yu T. Nagai Y. Matsui K. Ishizuka Ultramicroscopy 2010 110 778
53. S. D. Findlay N. Shibata H. Sawada E. Okunishi Y. Kondo Y. Ikuhara Ultramicroscopy 2010 110 903
54. S. J. Pennycook D. E. Jesson Ultramicroscopy 1991 37 14
55. T. Uozumi A. Kotani J. C. Parlebas J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2004 137-140 623
56. S. Nozawa T. Iwazumi H. Osawa T. Uozumi Appl. Phys. Express 2013 6 061501
57. L. X. Chen T. Rajh Z. Wang M. C. Thurnauer J. Phys. Chem. B 1997 101 10688
58. T. Yoshida S. Niimi M. Yamamoto T. Nomoto S. Yagi J. Colloid Interface Sci. 2015 447 278
59. A. Kasahara K. Nukumizu G. Hitoki T. Takata J. N. Kondo M. Hara H. Kobayashi K. Domen J. Phys. Chem. A 2002 106 6750
60. L. Kavan M. Grätzel S. E. Gilbert C. Klemenz H. J. Scheel J. Am. Chem. Soc. 1996 118 6716
61. Y. Matsumoto J. Solid State Chem. 1996 126 227
62. H. Kato A. Kudo J. Phys. Chem. B 2002 106 5029
63. R. Niishiro H. Kato A. Kudo Phys. Chem. Chem. Phys. 2005 7 2241
64. R. Niishiro R. Konta H. Kato W.-J. Chun K. Asakura A. Kudo J. Phys. Chem. C 2007 111 17420
65. 2 evolution rate and the rate of incident photons, respectively. The total number of incident photons (ca. 0.88 mW) was measured using a calibrated silicon photodiode
66. 2), respectively. The irradiance of the solar simulator almost (ca. 95%) corresponds to that of AM1.5G
67. Y. Sasaki H. Nemoto K. Saito A. Kudo J. Phys. Chem. C 2009 113 17536
68. S. Ikeda N. Sugiyama S. Murakami H. Kominami Y. Kera H. Noguchi K. Uosaki T. Torimoto B. Ohtani Phys. Chem. Chem. Phys. 2003 5 778
69. R. Kuriki H. Matsunaga T. Nakashima K. Wada A. Yamakata O. Ishitani K. Maeda J. Am. Chem. Soc. 2016 138 5159
70. K. Wada C. S. K. Ranasinghe R. Kuriki A. Yamakata O. Ishitani K. Maeda ACS Appl. Mater. Interfaces 2017 9 23869
71. N. Kumar J. Pan N. Aysha U. V. Waghmare A. Sundaresan C. N. R. Rao J. Phys.: Condens. Matter 2013 25 345901
72. S. Yoon A. E. Maegli L. Karvonen S. K. Matam A. Shkabko S. Riegg T. Großmann S. G. Ebbinghaus S. Pokrant A. Weidenkaff J. Solid State Chem. 2013 206 226
73. S. R. Lingampalli K. Manjunath S. Shenoy U. V. Waghmare C. N. R. Rao J. Am. Chem. Soc. 2016 138 8228