SCI
SCIE
SCOPUS
Visible light photocatalysis of fullerol-complexed TiO<sub>2</sub> enhanced by Nb doping
저자
Lim, J. ; Monllor-Satoca, D. ; Jang, J.S. ; Lee, S. ; Choi, W.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
233-240(8쪽)
제공처
소장기관
Visible light photocatalysis by TiO<SUB>2</SUB> nanoparticles modified with both fullerol complexation and Nb-doping (fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB>) demonstrated an enhanced performance. Nb-doped TiO<SUB>2</SUB> (Nb-TiO<SUB>2</SUB>) was firstly prepared by a conventional sol-gel method, and subsequently fullerol was adsorbed on the surface of Nb-TiO<SUB>2</SUB>. The physicochemical and optical properties of as-prepared fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB> were analyzed by various spectroscopic methods (TEM, EELS, XPS, and DRS). The adsorption of fullerol on Nb-TiO<SUB>2</SUB> surface increased the visible light absorption through a surface-complex charge-transfer (SCCT) mechanism. Nb-doping enhanced the charge transport and induced the Ti cation vacancies that retarded the recombination of photo-generated charge pairs by trapping the electrons injected from the HOMO level of fullerol. Due to the advantage of simultaneous modification of fullerol and Nb-doping, the visible light photoactivity of fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB> was more enhanced than either Nb-TiO<SUB>2</SUB> or fullerol/TiO<SUB>2</SUB>. The photocatalytic activities of fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB> for the reduction of chromate (Cr<SUP>VI</SUP>), the oxidation of iodide, and the degradation of 4-chlorophenol were all higher than bare TiO<SUB>2</SUB> and singly modified TiO<SUB>2</SUB> (i.e., Nb-TiO<SUB>2</SUB> and fullerol/TiO<SUB>2</SUB>) under visible light (λ>420nm). A similar result was also confirmed for their photoelectrochemical behavior: the electrode made of fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB> exhibited an enhanced photocurrent under visible light. On the other hand, the decay of open-circuit potential of the fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB> electrode after turning off the visible light was markedly slower than either that of Nb-TiO<SUB>2</SUB> or fullerol/TiO<SUB>2</SUB>, which implies the retarded recombination of photo-generated charge pairs on fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB>. In addition, the electrochemical impedance spectroscopic (EIS) data supported that the charge transfer resistance is lower with the fullerol/Nb-TiO<SUB>2</SUB> than either Nb-TiO<SUB>2</SUB> or fullerol/TiO<SUB>2</SUB>. This specific combination of the bulk (Nb-doping) and surface (fullerol complexation) modifications of titanium dioxide might be extended to other cases of bulk+surface combined modifications.
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