undefined

Understanding and optimizing the sensitization of anatase titanium dioxide surface with hematite clusters

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Asikainen Kati; Alatalo Matti; Huttula Marko; Barbiellini Bernardo; Sasikala Devi Assa Aravindh

Tiivistelmä

The presence of hematite (Fe2O3) clusters at low coverage on titanium dioxide (TiO2) sur- face has been observed to enhance photocatalytic activity, while excess loading of hematite is detrimental. We conduct a comprehensive density functional theory study of Fe2O3 clusters adsorbed on the anatase TiO2 (101) surface to investigate the effect of Fe2O3 on TiO2. Our study shows that TiO2 exhibits improved photocatalytic properties with hematite clusters at low coverage, as evidenced by a systematic study conducted by increasing the number of cluster adsorbates. The adsorption of the clusters generates impurity states in the band gap improving light absorption and consequently affecting the charge transfer dynamics. Furthermore, the presence of hematite clusters enhances the activity of TiO2 in the hydrogen evolution reaction. The Fe valence mixing present in some clusters leads to a significant increase in H2 evolution rate compared with the fixed +3 valence of Fe in hematite. We also investigate the effect of oxygen defects and find extensive modifications in the electronic properties and local magnetism of the TiO2 -Fe2O3 system, demonstrating the wide-ranging effect of oxygen defects in the combined system.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Oulun yliopisto

Sasikala Devi Assa Orcid -palvelun logo

Asikainen Kati

Huttula Marko Orcid -palvelun logo

Alatalo Matti

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Numero

29

Artikkelinumero

295001

Julkaisu­foorumi

61363

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Rinnakkaistallenteen lisenssi

CC BY

Muut tiedot

Tieteenalat

Fysiikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdistynyt kuningaskunta

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1088/1361-648X/ad3ac0

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä