Optimizing the photochemical conversion of UV–vis light of silver-nanoparticles decorated TiO <sub>2</sub> nanotubes based photoanodes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Homogeneous decoration of TiO 2 nanotubes (NTs) by Ag metallic nanoparticles (NPs) was carried out by a relatively simple photoreduction process. This Ag-NPs decoration was found to improve the photoconversion efficiency of the TiO 2 -NTs based photoanodes. The x-ray photoelectron spectroscopy and x-ray diffraction analyses confirmed that all the Ag-NPs are metallic and the underlying TiO 2 -NTs crystallize in the anatase phase after their annealing at 400 °C, respectively. Transmission electron microscopy observations have confirmed the effective decoration of the TiO 2 -NTs’ surface by Ag-NPs, and allowed to measure the average Ag-NPs size, which was found to increase linearly from (4 ± 2) nm to (16 ± 4) nm when the photoreduction time is increased from 5 to 20 min. The diffuse reflectivity of the Ag-NPs decorated TiO 2 -NTs was found to decrease significantly as compared to the undecorated TiO 2 -NTs. Interestingly, the Ag-NPs decorated TiO 2 -NTs exhibited a significantly enhanced photochemical response, under visible radiation, with regards to the undecorated NTs. This enhancement was found to reach its maximum for the TiO 2 -NTs decorated with Ag-NPs having the optimal average diameter of ∼8.5 nm. The maximum photoconversion efficiency of Ag-NPs decorated TiO 2 -NTs was about two times greater than for the undecorated ones. This improved photo-electro-chemical response is believed to be associated with the additional absorption of visible light of Ag-NPs through the localized surface plasmon resonance phenomenon. This interpretation is supported by the fact that the photoluminescence intensity of the Ag-NPs decorated TiO 2 -NTs was found to decrease significantly as compared to undecorated NTs, due to charge carriers trapping in the Ag NPs. This demonstrates that Ag-NPs decoration promotes photogenerated charges separation in the TiO 2 -NTs, increasing thereby their capacity for current photogeneration. The surface decoration of TiO 2 NTs by noble metals NPs is expected to impact positively the use of TiO 2 -NTs based photoanodes in some energetic applications such as hydrogen generation and photo-electrochemical solar cells.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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