undefined

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

Publiceringsår

2024

Upphovspersoner

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

Abstrakt

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.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Uleåborgs universitet

Sasikala Devi Assa Orcid -palvelun logo

Asikainen Kati

Huttula Marko Orcid -palvelun logo

Alatalo Matti

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Nummer

29

Artikelnummer

295001

Publikationsforum

61363

Publikationsforumsnivå

2

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Licens för förläggarens version

CC BY

Parallellsparad

Ja

Parallellagringens licens

CC BY

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Fysik

Nyckelord

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

Publiceringsland

Förenade kungariket

Förlagets internationalitet

Internationell

Språk

engelska

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1088/1361-648X/ad3ac0

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja