SCOPUS
SCIE
Solar light response with noble metal-free highly active copper(II) phosphate/titanium dioxide nanoparticle/copper(II) oxide nanocomposites for photocatalytic hydrogen production
저자
Mandari, Kotesh Kumar ; Do, Jeong Yeon ; Vattikuti, S.V. Prabhakar ; Police, Anil Kumar Reddy ; Kang, Misook
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
292-303(12쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>A novel Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TiO<SUB>2</SUB> nanoparticle (TNP)/CuO nanocomposite with an excellent natural solar-light-driven photocatalytic H<SUB>2</SUB> production performance was synthesized using a sol-gel method. The 1%Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP/CuO catalyst displayed a better photocatalytic H<SUB>2</SUB> production yield (59.5 mmolg<SUP>−1</SUP>; natural solar light; 151 times higher than that of TNP under the optimal conditions; catalyst dosage of 0.010 g and 5% aqueous glycerol concentration) than TNP, CuO/TNP, Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP, and various Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB> loadings in the Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP/CuO catalysts. The improved photocatalytic H<SUB>2</SUB> yields could be attributed to a suppressed recombination of charge carriers, preferable visible absorption ability, crystallinity, strong interactions, and high surface areas of 1%Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP/CuO, which were confirmed using X-ray diffraction, temperature programmed reduction, diffuse reflectance spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), high-resolution TEM, Brunauer-Emmett-Teller surface area analysis, elemental mapping, energy dispersive X-ray analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, electron paramagnetic resonance spectroscopy, Raman spectroscopy, photoluminescence, and photocurrent techniques. The 1%Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP/CuO catalyst could also contribute to the enhanced photostability and recyclability towards the photocatalytic hydrogen production.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP/CuO nanocomposites were prepared by sol-gel method. </LI> <LI> Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>/TNP/CuO shows enhanced visible absorption and inhibit the recombination. </LI> <LI> Strong interaction between Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB> and/or CuO nanoclusters with TNP by H<SUB>2</SUB>-TPR. </LI> <LI> Synergetic effect of Cu<SUB>3</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>, CuO and TNP displayed effective redox reactions. </LI> <LI> Optimum H<SUB>2</SUB> yields obtained 59.5 mmol g<SUP>−1</SUP>, 151 times toTNP. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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