The potential of imogolite nanotubes as (co-)photocatalysts: a linear-scaling density functional theory study
Abstrakt
We report a linear-scaling density functional theory (DFT) study of the structure, wall-polarization absolute band-alignment and optical absorption of several, recently synthesized, open-ended imogolite (Imo) nanotubes (NTs), namely single-walled (SW) aluminosilicate (AlSi), SW aluminogermanate (AlGe), SW methylated aluminosilicate (AlSi-Me), and double-walled (DW) AlGe NTs. Simulations with three different semi-local and dispersion-corrected DFTfunctionals reveal that the NT wall-polarization can be increased by nearly a factor of four going from SW-AlSi-Me to DW-AlGe. Absolute vacuum alignment of the NT electronic bands and comparison with those of rutile and anatase TiO2 suggest that the NTs may exhibit marked propensity to both photo-reduction and hole-scavenging. Characterization of the NTs’ bandseparation and optical properties reveal the occurrence of (near-)UV inside–outside charge-transfer excitations, which may be effective for electron–hole separation and enhanced photocatalytic activity. Finally, the effects of the NTs’ wall-polarization on the absolute alignment of electron and hole acceptor states of interacting water (H2O) molecules are quantified and discussed.
Cytowania
-
2 6
CrossRef
-
0
Web of Science
-
3 5
Scopus
Autorzy (10)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1088/0953-8984/28/7/074003
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
nr 28,
wydanie 7,
strony 1 - 18,
ISSN: 0953-8984 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2016
- Opis bibliograficzny:
- Poli E., Elliott J., Ratcliff L., Andrinopoulos L., Dziedzic J., Hine N., Mostofi A., Skylaris C., Haynes P., Teobaldi G.: The potential of imogolite nanotubes as (co-)photocatalysts: a linear-scaling density functional theory study// JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER. -Vol. 28, iss. 7 (2016), s.1-18
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1088/0953-8984/28/7/074003
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 142 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Chemically Selective Alternatives to Photoferroelectrics for Polarization-Enhanced Photocatalysis: The Untapped Potential of Hybrid Inorganic Nanotubes
- J. Elliott,
- E. Poli,
- I. Scivetti
- + 8 autorów
Band Gap Engineering toward Semimetallic Character of Quinone-Rich Polydopamine
- A. Olejnik,
- K. Olbryś,
- J. Karczewski
- + 3 autorów