Shape-controllable synthesis of GdVO4 photocatalysts and their tunable properties in photocatalytic hydrogen generation

Paweł Mazierski , Jakub Sowik , Magdalena Miodyńska , Grzegorz Trykowski , Alicja Mikołajczyk , Tomasz Klimczuk , Wojciech Lisowski , Joanna Nadolna , Adriana Zaleska-Medynska

Abstract

Novel visible light responsive materials for water splitting are essential for the efficient conversion of solar energy into hydrogen bond energy. Among other semiconductors, gadolinium orthovanadate has appropriate conduction and valence band edges positioned to split water molecules and a narrow band gap that allows the use of visible light for hydrogen generation. Thus, we present here that hydrogen evolution under visible light (λ > 420 nm) could be accomplished using hierarchical 3D GdVO4 particles, obtained by a simple, one pot hydrothermal synthesis. We found that applying various reaction components, such as EDTA-Na2 and EDTA, and adjusting the pH of the solution allow one to tune the shape of GdVO4 (such as short nanowires, long nanowires, short nanorods, long nanorods, nanoparticles and spheres – all having a tetragonal crystal structure) as well as optical and photocatalytic properties. The highest ability to photocatalytically split methanol solution into hydrogen under UV-Vis irradiation was detected for the long nanowire sample (42 μmol h−1), having almost 11 times higher efficiency in comparison with the weakest sample – short nanowires. In addition, GdVO4 spheres generated H2 more than 2 times (5.75 μmol h−1) in comparison with the short nanorod sample (2.5 μmol h−1) under visible light excitation. Photostable in three-hour work cycles, long nanowires and spheres were even able to generate hydrogen from pure water, reaching values of 17 and 3 μmol under UV-Vis and Vis light, respectively.
Autor Paweł Mazierski (WCh / KTŚ / PFotokatalizy)
Paweł Mazierski
- Pracownia Fotokatalizy
, Jakub Sowik (WCh / KTŚ / PFotokatalizy)
Jakub Sowik
- Pracownia Fotokatalizy
, Magdalena Miodyńska (WCh / KTŚ / PFotokatalizy)
Magdalena Miodyńska
- Pracownia Fotokatalizy
, Grzegorz Trykowski
Grzegorz Trykowski
-
, Alicja Mikołajczyk (WCh / KTŚ / PFotokatalizy)
Alicja Mikołajczyk
- Pracownia Fotokatalizy
, Tomasz Klimczuk
Tomasz Klimczuk
-
, Wojciech Lisowski
Wojciech Lisowski
-
, Joanna Nadolna (WCh / KTŚ / PFotokatalizy)
Joanna Nadolna
- Pracownia Fotokatalizy
, Adriana Zaleska-Medynska (WCh / KTŚ / PFotokatalizy)
Adriana Zaleska-Medynska
- Pracownia Fotokatalizy
Tytuł czasopisma/seriiDalton Transactions: the international journal for inorganic, organometallic and bioinorganic chemistry , ISSN 1477-9226, (A 40 pkt)
Rok wydania2019
Tom48
Nr5
Paginacja1662-1671
Objętość publikacji w arkuszach wydawniczych0.5
Klasyfikacja ASJC1604 Inorganic Chemistry
DOIDOI:10.1039/C8DT04225J
URL https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/dt/c8dt04225j/unauth#!divAbstract
Języken angielski
Punktacja (całkowita)40
PunktacjaPunktacja MNiSW = 40.0, 24-07-2019, ArticleFromJournal
Wskaźniki publikacji Cytowania WoS = 0; Scopus SNIP (Source Normalised Impact per Paper): 2017 = 0.904; Impact Factor WoS: 2017 = 4.099 (2) - 2017=3.872 (5)
Liczba cytowań*
Cytuj
Udostępnij Udostępnij

Pobierz odnośnik do tego rekordu


* Podana liczba cytowań wynika z analizy informacji dostępnych w Internecie i jest zbliżona do wartości obliczanej przy pomocy systemu Publish or Perish.
Powrót