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H2 Generation with (Mixed) Plasmonic Cu/Au-TiO2 Photocatalysts: Structure–Reactivity Relationships Assessed by in situ Spectroscopy

  • Monometallic Cu and bimetallic Cu/Au-TiO2 catalysts were prepared by impregnation (IM) and reductive precipitation (RP)methods in sequential (SP) and simultaneous mode (CP) and tested for photocatalytic H2 generation from H2O/Methanol mixtures with visible (400–700 nm) and UV/Vis light (320– 500 nm). Comprehensive studies by high-resolution (HR)-STEM, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and different in situ methods (X-ray Absorption near-edge structure (XANES), UV/Vis, and EPR spectroscopy) revealed that IM leads to dispersed surface Cu species with no clear particle formation, which is poorly active under visible light, whereas plasmonic Cu0 nanoparticles formed by RP are about three times more active under the same conditions. In Cu/Au-TiO2 catalysts prepared by RP-SP, highly dispersed Cu surface species boost H2 production under UV/Vis light, owing to the effective separation within TiO2 and electron trapping by Cu, whereas small Cu0 and Au0 particles remain widely separated.Monometallic Cu and bimetallic Cu/Au-TiO2 catalysts were prepared by impregnation (IM) and reductive precipitation (RP)methods in sequential (SP) and simultaneous mode (CP) and tested for photocatalytic H2 generation from H2O/Methanol mixtures with visible (400–700 nm) and UV/Vis light (320– 500 nm). Comprehensive studies by high-resolution (HR)-STEM, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and different in situ methods (X-ray Absorption near-edge structure (XANES), UV/Vis, and EPR spectroscopy) revealed that IM leads to dispersed surface Cu species with no clear particle formation, which is poorly active under visible light, whereas plasmonic Cu0 nanoparticles formed by RP are about three times more active under the same conditions. In Cu/Au-TiO2 catalysts prepared by RP-SP, highly dispersed Cu surface species boost H2 production under UV/Vis light, owing to the effective separation within TiO2 and electron trapping by Cu, whereas small Cu0 and Au0 particles remain widely separated. When Cu/Au-TiO2 catalysts are prepared by RP-CP, mixed Cu/Au particles of uniform size (4–8 nm) provide the highest H2 evolution rates under visible light, owing to effective surface plasmon resonance absorption.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:J. Priebe, Jörg RadnikORCiD, C. Kreyenschulte, A. Lennox, H. Junge, M. Beller, A. Brückner
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ChemCatChem
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Jahrgang/Band:9
Ausgabe/Heft:6
Erste Seite:1025
Letzte Seite:1031
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Freie Schlagwörter:In situ spectroscopy; Photocatalysis; Water splitting
DOI:10.1002/cctc.201601361
ISSN:1867-3880
ISSN:1867-3899
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:29.03.2017
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:18.04.2017
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