A facile “dark”-deposition approach for Pt single‐atom trapping on facetted anatase TiO2 nanoflakes and use in photocatalytic H2 generation

Cha G, Mazare AV, Hwang I, Denisov N, Will J, Yokosawa T, Badura Z, Zoppellaro G, Tesler A, Spiecker E, Schmuki P (2022)

Publication Type: Journal article

Publication year: 2022

Journal

Electrochimica Acta Elsevier

Book Volume: 412

Pages Range: 140129

Article Number: 140129

DOI: 10.1016/j.electacta.2022.140129

Abstract

In recent years, single-atom (SA) catalysts have become strongly investigated in electrocatalysis and increasingly also in photocatalysis. Here we demonstrate that single-crystalline anatase TiO2 nanoflake (NF) layers after a facile thermal air annealing process provide suitable anchoring sites for Pt SAs. Remarkably, such air annealed (001) faceted single-crystalline TiO2 nanoflakes can trap and stabilize Pt SAs and assemblies when immersed into a Pt precursor solution for sufficient time in absence of any illumination, i.e., under "dark deposition” conditions. These decorated species act as more efficient co-catalysts for the H2 evolution reaction, compared to the classical Pt nanoparticles (NPs). Here we show that such single-crystal-based TiO2 photocatalyst, decorated with Pt SAs, can display a 4-fold increase in photocatalytic H2 production at a lower Pt loading than observed for a classical Pt nanoparticle Pt/TiO2 arrangement.

Authors with CRIS profile

Anca Valentina Mazare Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Korrosion und Oberflächentechnik) Imgon Hwang Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Korrosion und Oberflächentechnik) Nikita Denisov Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Korrosion und Oberflächentechnik) Johannes Will Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung) Tadahiro Yokosawa Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung) Alexander Tesler Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Korrosion und Oberflächentechnik) Erdmann Spiecker Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung) Patrik Schmuki Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Korrosion und Oberflächentechnik)

Additional Organisation(s)

Interdisziplinäres Zentrum, Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy (CENEM) Graduiertenkolleg 1896/2 In situ Mikroskopie mit Elektronen, Röntgenstrahlen und Rastersonden Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)

Related research project(s)

In-situ Characterization of Nanomaterials with Electrons, X-rays/Neutrons and Scanning Probes (GRK 1896) Oct. 1, 2013 - Sept. 30, 2022

Involved external institutions

Palacky University Olomouc / Univerzita Palackého v Olomouci CZ Czech Republic (CZ)

How to cite

APA:

Cha, G., Mazare, A.V., Hwang, I., Denisov, N., Will, J., Yokosawa, T.,... Schmuki, P. (2022). A facile “dark”-deposition approach for Pt single‐atom trapping on facetted anatase TiO2 nanoflakes and use in photocatalytic H2 generation. Electrochimica Acta, 412, 140129. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2022.140129

MLA:

Cha, Gihoon, et al. "A facile “dark”-deposition approach for Pt single‐atom trapping on facetted anatase TiO2 nanoflakes and use in photocatalytic H2 generation." Electrochimica Acta 412 (2022): 140129.

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