Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 21/2018

05.09.2018

Novel one-step fabrication of highly ordered Mo-doped TiO2 nanotubes arrays with enhanced visible light catalytic activity

verfasst von: Jie Zhou, Bo Feng, Xiong Lu, Ke Duan

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 21/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Doping with transition metals has been established as a promising approach for extending the absorption spectrum of TiO2 to the visible light region for enhancing its photocatalytic (PC) activity under visible light illumination. In this work, highly ordered Mo-doped TiO2 nanotubes arrays (Mo-TNTs) were fabricated by a facile in situ anodization of Ti in ethylene glycol/fluoride electrolyte using sodium molybdate as the molybdenum source. The doping levels (0.13–1.51 at.%) of Mo were conveniently adjusted by varying the initial concentrations of sodium molybdate and ammonium fluoride in the electrolyte. Various characterizations were performed to investigate the morphologies, crystal phases, elements’ valence states of the as-prepared samples. Results indicated that Mo6+ ions were successfully introduced into the lattice of anatase TiO2, forming isostructural substitution of Ti4+. Compared with undoped TNTs, the Mo-TNTs exhibited the obvious extension of absorption spectra to the visible light region, higher photoelectric conversion efficiency and lower recombination of photogenerated carriers. Meanwhile, their photoelectrochemical properties were also significantly affected by the doping level of Mo. Of all samples, 6Mo-TNTs (0.82 at.% Mo) showed the best photoelectrochemical performance and highest PC activity under visible light. This was mainly attributed to the synergetic contributions of the enhanced visible light absorption and suppressed recombination.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat R. Liu, Z. Sun, Y. Zhang, L. Xu, N. Li, J. Phys. Chem. Solids 109, 64 (2017)CrossRef R. Liu, Z. Sun, Y. Zhang, L. Xu, N. Li, J. Phys. Chem. Solids 109, 64 (2017)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Q. Ding, S. Chen, D. Chen, J. Liang, C. Liu, Surf. Interfaces 4, 35 (2016)CrossRef Q. Ding, S. Chen, D. Chen, J. Liang, C. Liu, Surf. Interfaces 4, 35 (2016)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat C.B.D. Marien, T. Cottineau, D. Robert, P. Drogui, Appl. Catal. B: Environ. 194, 1 (2016)CrossRef C.B.D. Marien, T. Cottineau, D. Robert, P. Drogui, Appl. Catal. B: Environ. 194, 1 (2016)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat Y. Wang, L. Zhu, N. Ba, F. Gao, H. Xie, Mater. Res. Bull. 86, 268 (2017)CrossRef Y. Wang, L. Zhu, N. Ba, F. Gao, H. Xie, Mater. Res. Bull. 86, 268 (2017)CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat A.K. Ayal, Z. Zainal, H.-N. Lim, Z.A. Talib, Y.-C. Lim, S.-K. Chang, N.A. Samsudin, A.M. Holi, W.N.M. Amin, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 5204 (2016) A.K. Ayal, Z. Zainal, H.-N. Lim, Z.A. Talib, Y.-C. Lim, S.-K. Chang, N.A. Samsudin, A.M. Holi, W.N.M. Amin, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 5204 (2016)
9.
Zurück zum Zitat J. Zhou, L. Yin, H. Li, Z. Liu, J. Wang, K. Duan, S. Qu, J. Weng, B. Feng, Mater. Sci. Semicond. Process. 40, 107 (2015)CrossRef J. Zhou, L. Yin, H. Li, Z. Liu, J. Wang, K. Duan, S. Qu, J. Weng, B. Feng, Mater. Sci. Semicond. Process. 40, 107 (2015)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat X. Ning, X. Wang, X. Yu, J. Li, J. Zhao, J. Alloys Compd. 658, 177 (2016)CrossRef X. Ning, X. Wang, X. Yu, J. Li, J. Zhao, J. Alloys Compd. 658, 177 (2016)CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat M. Motola, L. Satrapinskyy, M. Čaplovicová, T. Roch, M. Gregor, B. Grančič, J. Greguš, Ľ Čaplovič, G. Plesch, Appl. Surf. Sci. 434, 1257 (2018)CrossRef M. Motola, L. Satrapinskyy, M. Čaplovicová, T. Roch, M. Gregor, B. Grančič, J. Greguš, Ľ Čaplovič, G. Plesch, Appl. Surf. Sci. 434, 1257 (2018)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Y. Ghayeb, M.M. Momeni, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 5335 (2015) Y. Ghayeb, M.M. Momeni, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 5335 (2015)
16.
17.
Zurück zum Zitat K. Tan, H. Zhang, C. Xie, H. Zheng, Y. Gu, W.F. Zhang, Catal. Commun. 11, 331 (2010)CrossRef K. Tan, H. Zhang, C. Xie, H. Zheng, Y. Gu, W.F. Zhang, Catal. Commun. 11, 331 (2010)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat H. Liu, Z. Lu, l Yue, J. Liu, Z. Gan, C. Shu, T. Zhang, J. Shi, R. Xiong, Appl. Surf. Sci. 257, 9355 (2011)CrossRef H. Liu, Z. Lu, l Yue, J. Liu, Z. Gan, C. Shu, T. Zhang, J. Shi, R. Xiong, Appl. Surf. Sci. 257, 9355 (2011)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat R. Bakhtchadjian, L.A. Manucharova, L.A. Tavadyan, Catal. Commun. 69, 193 (2015)CrossRef R. Bakhtchadjian, L.A. Manucharova, L.A. Tavadyan, Catal. Commun. 69, 193 (2015)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Z. Zhe-Peng, Y. Biao, F. Hai-Bo, Z. Xin-Liang, Y. He-Bao, J. Phys. Chem. Solids 87, 53 (2015)CrossRef Z. Zhe-Peng, Y. Biao, F. Hai-Bo, Z. Xin-Liang, Y. He-Bao, J. Phys. Chem. Solids 87, 53 (2015)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat H. Liu, H. Gong, M. Zou, H. Jiang, R.S. Abolaji, A.K. Tareen, B.V. Hakala, M. Yang, Mater. Res. Bull. 96, 10 (2017)CrossRef H. Liu, H. Gong, M. Zou, H. Jiang, R.S. Abolaji, A.K. Tareen, B.V. Hakala, M. Yang, Mater. Res. Bull. 96, 10 (2017)CrossRef
22.
23.
24.
Zurück zum Zitat S. Sado, T. Ueda, K. Ueda, T. Narushima, Appl. Surf. Sci. 357, 2198 (2015)CrossRef S. Sado, T. Ueda, K. Ueda, T. Narushima, Appl. Surf. Sci. 357, 2198 (2015)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat I. Ali, S.-R. Kim, S.-P. Kim, J.-O. Kim, Catal. Today 282, 31–37 (2017)CrossRef I. Ali, S.-R. Kim, S.-P. Kim, J.-O. Kim, Catal. Today 282, 31–37 (2017)CrossRef
26.
27.
Zurück zum Zitat K. Umar, M.M. Haque, M. Muneer, T. Harada, M. Matsumura, J. Alloys Compd. 578, 431 (2013)CrossRef K. Umar, M.M. Haque, M. Muneer, T. Harada, M. Matsumura, J. Alloys Compd. 578, 431 (2013)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat T.V. Thi, A.K. Rai, J. Gim, S. Kim, J. Kim, J. Alloys Compd. 598, 16 (2014)CrossRef T.V. Thi, A.K. Rai, J. Gim, S. Kim, J. Kim, J. Alloys Compd. 598, 16 (2014)CrossRef
29.
30.
31.
32.
Zurück zum Zitat M. Nasr, A. Abou Chaaya, N. Abboud, M. Bechelany, R. Viter, C. Eid, A. Khoury, P. Miele, Superlattices Microstruct. 77, 18 (2015)CrossRef M. Nasr, A. Abou Chaaya, N. Abboud, M. Bechelany, R. Viter, C. Eid, A. Khoury, P. Miele, Superlattices Microstruct. 77, 18 (2015)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S. Husain, L.A. Alkhtaby, E. Giorgetti, A. Zoppi, M. Muniz Miranda, J. Lumin. 172, 258 (2016)CrossRef S. Husain, L.A. Alkhtaby, E. Giorgetti, A. Zoppi, M. Muniz Miranda, J. Lumin. 172, 258 (2016)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat X. Yu, J. Yu, B. Cheng, M. Jaroniec, J. Phys. Chem. C 113, 17527 (2009)CrossRef X. Yu, J. Yu, B. Cheng, M. Jaroniec, J. Phys. Chem. C 113, 17527 (2009)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat J.-G. Yu, H.-G. Yu, B. Cheng, X.-J. Zhao, J.C. Yu, W.-K. Ho, J. Phys. Chem. B 107, 13871 (2003)CrossRef J.-G. Yu, H.-G. Yu, B. Cheng, X.-J. Zhao, J.C. Yu, W.-K. Ho, J. Phys. Chem. B 107, 13871 (2003)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat J. Ng, S. Xu, X. Zhang, H.Y. Yang, D.D. Sun, Adv. Funct. Mater. 20, 4287 (2010)CrossRef J. Ng, S. Xu, X. Zhang, H.Y. Yang, D.D. Sun, Adv. Funct. Mater. 20, 4287 (2010)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat A.G. Muñoz, Q. Chen, P. Schmuki, J. Solid State Electrochem. 11, 1077 (2006)CrossRef A.G. Muñoz, Q. Chen, P. Schmuki, J. Solid State Electrochem. 11, 1077 (2006)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat U.H. Shah, K.M. Deen, H. Asgar, Z. Rahman, W. Haider, J. Electroanal. Chem. 807, 228 (2017)CrossRef U.H. Shah, K.M. Deen, H. Asgar, Z. Rahman, W. Haider, J. Electroanal. Chem. 807, 228 (2017)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Y.K. Abdel-Monem, S.M. Emam, H.M.Y. Okda, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 2923 (2016) Y.K. Abdel-Monem, S.M. Emam, H.M.Y. Okda, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 2923 (2016)
41.
Zurück zum Zitat Y.K. Abdel-Monem, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 5723 (2016) Y.K. Abdel-Monem, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 5723 (2016)
42.
Zurück zum Zitat H. Li, J. Zhou, X. Zhang, K. Zhou, S. Qu, J. Wang, X. Lu, J. Weng, B. Feng, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 2571 (2015) H. Li, J. Zhou, X. Zhang, K. Zhou, S. Qu, J. Wang, X. Lu, J. Weng, B. Feng, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 2571 (2015)
43.
44.
Zurück zum Zitat X. Cheng, X. Yu, B. Li, L. Yan, Z. Xing, J. Li, Mater. Sci. Eng. B 178, 425 (2013)CrossRef X. Cheng, X. Yu, B. Li, L. Yan, Z. Xing, J. Li, Mater. Sci. Eng. B 178, 425 (2013)CrossRef
Metadaten
Titel
Novel one-step fabrication of highly ordered Mo-doped TiO2 nanotubes arrays with enhanced visible light catalytic activity
verfasst von
Jie Zhou
Bo Feng
Xiong Lu
Ke Duan
Publikationsdatum
05.09.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 21/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-9953-8

Weitere Artikel der Ausgabe 21/2018

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 21/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt