Przeskocz do nawigacji głównej Przeskocz do wyszukiwania Przeskocz do głównej treści

Industrial-Scale Engineering of Nano {RuO2/TiO2} for Photocatalytic Water Splitting: The Distinct Role of {(Rutile)TiO2-(Rutile)RuO2} Interfacing

  • University of Ioannina

Wyniki badań: Wkład do czasopismaArtykułrecenzja

14 Cytowania z bazy Scopus

Abstrakt

Photocatalytic RuO2/TiO2 nanohybrids have been engineered using flame spray pyrolysis (FSP) technology, enabling the selective formation of either {(rutile)TiO2-(rutile)RuO2} or {(anatase)TiO2-(rutile)RuO2} nanointerphase in a single step. The {(rutile)TiO2-(rutile)RuO2} nanohybrids were selectively produced by using a double-nozzle FSP (DN-FSP) process. The {(anatase)TiO2-(rutile)RuO2} nanohybrids were selectively produced using a single-nozzle FSP (SN-FSP) process. Both RuO2/TiO2 nanohybrids exhibited significant photocatalytic H2 and O2 production from H2O. Notably, the {(rutile)TiO2-(rutile)RuO2} is shown to be a superior photocatalyst, achieving H2 evolution rates exceeding 5144 μmol g-1 h-1 H2 and 2369 μmol g-1 h-1 O2 under solar light illumination. This performance is 50% higher than that of the {(anatase)TiO2-(Rutile)RuO2} configuration. In situ EPR spectroscopy reveals that stable Ti3+/Ru5+ centers are formed during the FSP process, in the {(rutile)TiO2-(rutile)RuO2} interphase. This highlights a unique interfacial electron-transfer event, which is ascribed to a strong oxide (RuO2)/support (TiO2) interaction (SOSI), further validated by transmission electron microscopy/scanning transmission electron microscopy. From a technological perspective, FSP fosters a robust {rutile-rutile} interface between the semimetal-RuO2 and the TiO2 semiconductor, which is beneficial for the separation of interfacial electron-hole pairs onto TiO2 and RuO2 particles. Double-nozzle FSP technology, as demonstrated in this study, offers a promising engineering approach for the industrial production of high-efficiency photocatalytic materials.

Język oryginałuangielski
Strony (od–do)5773-5786
Liczba stron14
CzasopismoIndustrial and Engineering Chemistry Research
Tom63
Numer wydania13
Identyfikatory DOI
Status publikacjiOpublikowano - 3 kwi 2024

Cele SDG ONZ

Ten wynik przyczynia się do realizacji następujących celów zrównoważonego rozwoju

  1. Cel 7 - Przystępna i czysta energia
    Cel 7 Przystępna i czysta energia

Obszary tematyczne ASJC Scopus

  • Chemia ogólna
  • Ogólna inżynieria chemiczna
  • Inżynieria przemysłowa i produkcyjna

Fingerprint

Zanurz się w tematy badawcze publikacji „Industrial-Scale Engineering of Nano {RuO2/TiO2} for Photocatalytic Water Splitting: The Distinct Role of {(Rutile)TiO2-(Rutile)RuO2} Interfacing”. Razem tworzą niepowtarzalny odcisk palca.

Cytowanie