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Anatase TiO2(001)-(1 × 4) Surface Is Intrinsically More Photocatalytically Active than the Rutile TiO2(110)-(1 × 1) Surface
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2019-10-01 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b06319 Feng Xiong 1, 2 , Li-Li Yin 3 , Fei Li 3 , Zongfang Wu 1 , Zhengming Wang 1 , Guanghui Sun 1 , Hong Xu 1 , Peng Chai 1 , Xue-Qing Gong 3 , Weixin Huang 1
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2019-10-01 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b06319 Feng Xiong 1, 2 , Li-Li Yin 3 , Fei Li 3 , Zongfang Wu 1 , Zhengming Wang 1 , Guanghui Sun 1 , Hong Xu 1 , Peng Chai 1 , Xue-Qing Gong 3 , Weixin Huang 1
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Aligning the intrinsic photocatalytic activities of various types of TiO2 facets is of great importance and interest in TiO2 photocatalysis. Herein, we report a comparative study of the intrinsic photocatalytic activities of anatase TiO2(001)-(1 × 4) and rutile TiO2(110)-(1 × 1) surfaces probed by photostimulated desorption of O2 with combined thermal desorption spectroscopy, photostimulated desorption spectroscopy, and density functional theory calculations. Photostimulated desorption behavior of O2 depends on both TiO2 surface structures and O2 adsorption configurations. O2 species adsorbed on the anatase TiO2(001)-(1 × 4) surface exhibit a higher intrinsic photostimulated desorption reactivity than those on the rutile TiO2(110)-(1 × 1) surface, which can be associated with their electronic structures and subsequent hole transfer processes from TiO2. These results provide, for the first time, direct and unambiguous experimental evidence for the higher intrinsic photocatalytic activity of the anatase TiO2(001) facet than those of other TiO2 facets and highlight the key role of structures of both TiO2 surfaces and adsorbed species in TiO2 photocatalysis.
中文翻译：
锐钛矿型TiO 2（001）-（1×4）表面比金红石型TiO 2（110）-（1×1）表面本质上更具光催化活性
对准各种类型的TiO 2刻面的固有光催化活性在TiO 2光催化中具有重要意义。在这里，我们报告比较研究的锐钛矿型TiO 2（001）-（1×4）和金红石型TiO 2（110）-（1×1）的内在光催化活性，通过光刺激的O 2结合热脱附来探测光谱，光刺激解吸光谱和密度泛函理论计算。O 2的光刺激解吸行为取决于TiO 2表面结构和O 2吸附构型。Ø 2锐钛矿型TiO 2（001）-（1×4）表面上吸附的物种比金红石型TiO 2（110）-（1×1）表面上的物种具有更高的内在光刺激解吸反应性，这可能与其电子结构有关以及随后的TiO 2的空穴转移过程。这些结果首次提供了直接明确的实验证据，表明锐钛矿型TiO 2（001）刻面比其他TiO 2刻面具有更高的固有光催化活性，并突显了TiO 2表面和吸附结构的关键作用。物种在TiO 2光催化中。
更新日期：2019-10-02
中文翻译：
锐钛矿型TiO 2（001）-（1×4）表面比金红石型TiO 2（110）-（1×1）表面本质上更具光催化活性
对准各种类型的TiO 2刻面的固有光催化活性在TiO 2光催化中具有重要意义。在这里，我们报告比较研究的锐钛矿型TiO 2（001）-（1×4）和金红石型TiO 2（110）-（1×1）的内在光催化活性，通过光刺激的O 2结合热脱附来探测光谱，光刺激解吸光谱和密度泛函理论计算。O 2的光刺激解吸行为取决于TiO 2表面结构和O 2吸附构型。Ø 2锐钛矿型TiO 2（001）-（1×4）表面上吸附的物种比金红石型TiO 2（110）-（1×1）表面上的物种具有更高的内在光刺激解吸反应性，这可能与其电子结构有关以及随后的TiO 2的空穴转移过程。这些结果首次提供了直接明确的实验证据，表明锐钛矿型TiO 2（001）刻面比其他TiO 2刻面具有更高的固有光催化活性，并突显了TiO 2表面和吸附结构的关键作用。物种在TiO 2光催化中。
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