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 - UMR 8516 [LASIRE]
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 - UMR 8516 [LASIRE]
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]
Levêque, Gaëtan [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, Karima [Auteur]
Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 [LASIRE]
Mele, David [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Ordomsky, Vitaly [Auteur]
Eco-Efficient Products & Processes Laboratory [E2P2L]
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

Pages :

14852-14863

Publisher :

Washington, D.C. : American Chemical Society

Publication date :

2024-03-19

ISSN :

1944-8244

English keyword(s) :

TiO 2
photocatalysis
electric field
water splitting
toluene oxidation

HAL domain(s) :

Chimie

English abstract : [en]

Among the 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 ...
Show more >Among the 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 applied to conventional P25 TiO 2 nanopowder with or without Au nanoparticles to circumvent this issue. The study of two redox reactions in gas phase, water splitting and toluene degradation, reveals an enhancement of the photocatalytic activity with rather modest electric fields of a few V/cm 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 external electric field across a trap-rich metal oxide material, such as TiO 2 , which, when impregnated with Au nanoparticles, leads respectively to a twelve-fold and six-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

Popular science :

Non

Collections :

• Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520

Source :

Harvested from HAL

Submission date :

2024-11-14T06:36:20Z