Title :

Boosting Gas-Phase TiO ₂ Photocatalysis with Weak Electric Field Strengths of Volt/Centimeter.

Author(s) :

Tran, My Nghe [Auteur]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Moreau, Myriam [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - UMR 8516
Addad, Ahmed [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 [UMET]
Teurtrie, Adrien [Auteur]
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 [UMET]
Roland, Thomas [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 [LASIRE]
De Waele, Vincent [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - UMR 8516
Dewitte, Marc [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Thomas, Louis [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Leveque, Gaetan [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Dong, Chunyang [Auteur]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Simon, Pardis [Auteur]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Ben Tayeb Meziane, Karima [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - UMR 8516
Mele, David [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Ordomsky, Vitaly [Auteur]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Grandidier, Bruno [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]

Journal title :

ACS Applied Materials & Interfaces

Abbreviated title :

ACS Appl Mater Interfaces

Publication date :

2024-03-20

ISSN :

1944-8252

HAL domain(s) :

Sciences de l'ingénieur [physics]

English abstract : [en]

Among semiconductor nanomaterials, titanium dioxide is at the forefront of heterogeneous photocatalysis, but its catalytic activity greatly suffers from the loss of photoexcited charge carriers through deleterious recombination ...
Show more >Among semiconductor nanomaterials, titanium dioxide is at the forefront of heterogeneous photocatalysis, but its catalytic activity greatly suffers from the loss of photoexcited charge carriers through deleterious recombination processes. Here, we investigate the impact of an external electric field (EEF) applied to conventional P25 TiO2 nanopowder with or without Au nanoparticles (NPs) to circumvent this issue. The study of two redox reactions in the gas phase, water splitting and toluene degradation, reveals an enhancement of the photocatalytic activity with rather modest electric fields of a few volt/centimeters only. Such an improvement arises from the electric-field-induced quenching of the green emission in anatase, allowing the photoexcited charge carriers to be transferred to the adsorbed reactants instead of pointless radiative recombinations. Applying an EEF across a trap-rich metal oxide material, such as TiO2, which, when impregnated with Au NPs, leads, respectively, to 12- and 6-fold enhancements in the production of hydrogen and the oxidation of toluene for an electric field of 8 V/cm, without any electrolysis, is a simple and elegant strategy to meet higher photocatalytic efficiencies.Show less >

Language :

Anglais

Peer reviewed article :

Oui

Audience :

Internationale

Popular science :

Non

Administrative institution(s) :

Université de Lille
CNRS

Collections :

• Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520
• Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) - UMR 8516
• Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS) - UMR 8181
• Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR 8207

Submission date :

2024-03-21T22:00:43Z
2024-04-17T14:46:55Z