Influence of Surface Defects on WO<sub>3</sub> Photoelectrodes for Catalyzing Chloride Oxidation in Water
Notice bibliographique
Résumé
Tungsten oxide (WO 3 ) is an n -type semiconductor due to oxygen vacancies (□ O •• in Kroger-Vink notation) or surface protonation as H x WO 3 . It is one of the few acid-stable oxides under large positive bias, which makes WO 3 ideal for interrogating the mechanism of the chloride oxidation reaction (COR). The large, positive valence band edge of ∼3 eV provides the overpotential necessary to carry out the COR, but the reaction competes with the oxygen-evolution reaction in water. The □ O •• defect density can be controlled by the atmosphere under which the material is annealed, so WO 3 films were prepared by a spin-coating method from an ammonium metatungstate precursor annealed at 500 °C under air, flowing O 2, and flowing argon. Annealing the films in a flowing O 2 atmosphere hinders the formation of □ O ••, and annealing in Ar leads to greater surface W 6+, likely due to expelling intercalated H + . The saturated photocurrent density ( j ph ) is highest in films with the greatest concentration of W 5+ and greatest concentration of oxide defects: (0.66 mA/cm 2 annealed in air, 0.58 mA/cm 2 annealed in Ar, and 0.49 mA/cm 2 annealed in O 2, reported at 1.5 V vs Ag/AgCl, pH 3 (before the onset of a dark reaction). The defect concentrations are determined by X-ray photoelectron spectroscopy. In all cases the Faradaic efficiency for the COR is near unity. Finally, we demonstrate that W 5d states can be probed by ligand K-edge X-ray absorption near-edge spectroscopy via pre-edge (Cl 1 s → W 5 d ) transitions, lower in energy than the ligand-centered (Cl 1 s → 4 p ) transition. We use this analysis to show the presence of W─Cl covalent bonds on the WO 3 films post-COR, corroborated by DFT calculations. This result stands in contrast to the commonly assumed mechanistic proposal invoking outer-sphere electron transfer to a physisorbed chloride ion.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».