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Noble metal-like behavior of plasmonic Bi particles deposited on reduced TiO2 microspheres for efficient full solar spectrum photocatalytic oxygen evolution

引用

Chinese Journal of Catalysis 2020年第2期41卷 333-340页

作者： Hang Zhao Zhangqian Liang Xiang Liu Pengyuan Qiu Hongzhi Cui Jian Tian School of Materials Science and Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590ShangdongChina

Herein, novel plasmonic Bi metal in situ deposited in reduced Ti O2 microspheres(Bi@R-Ti O2) are fabricated via a bimetallic MOF-derived synthesized strategy by adjusting the synthesizing temperature. Different characterization techniques, including XRD, SEM, TEM, XPS, DRS, PL, EIS, and photocurrent generation, are performed to investigate the structural and optical properties of the as-prepared samples. The results indicate that the Bi particles are generated inside and outside of reduced Ti O2 microspheres via the reduction of Ti4+ and Bi3+ by ethylene glycol. When the annealing temperature is controlled at 300 o C, the corresponding Bi@R-Ti O2-300 sample with an appropriate amount of Bi nanoparticles exhibits the highest full solar spectrum photocatalytic oxygen evolution activity(4728.709 μmol h–1 g–1), which is 5.9 and 9.5 times higher than that of pure Ti O2 and Bi-Ti bimetal organic frameworks(Bi-Ti-MOFs). Several reasons are suggested for the above results:(1) Bi metal behaves as an "electron acceptor" to accelerate the charge carrier transfer from Ti O2 to Bi;(2) The surface plasmon resonance effect of loaded metallic Bi particles can enhance the visible and NIR light absorption capacity;(3) The generation of Ti3+ further narrows the band gap of TiO2.

关键词： Bi nanoparticles full solar spectrum O2 evolution Photocatalysis Porous microspheres

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