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Ag-Ag2S quantum-dots modified TiO2 nanorod arrays with enhanced photoelectrochemical and photocatalytic properties

DOI:10.1016/j.jallcom.2018.11.274 期刊:Journal of Alloys and Compounds 出版年份:2018 更新时间:2025-09-10 09:29:36
摘要: In this paper, highly ordered titanium dioxide nanorod (TNR) arrays decorated with Ag-Ag2S quantum-dots (QDs) were synthesized on FTO substrate through hydrothermal treatment and in-situ vulcanization. The content of Ag2S QDs on Ag/TNR was controlled by changing the immersion time of Ag/TNR in the N-N-dimethyl formamide (DMF) solution containing dissolved sulfur element. The morphology, structure, composition and optical, photoelectric and photocatalytic properties of QDs/TNR arrays were studied in detail. In the visible range, the QDs/TNR array with a soaking time of 12 h exhibits the maximal photocurrent density (0.082 mA/cm2) and photodegradation rate (62.2%), which is 5.5 and 1.85 times higher than that of pure TNR. The improvement of these properties could be attributed to synergy effect between Ag and Ag2S materials. That is, Ag QDs can stably capture and transmit photo-generated electrons from the TNR surface, whereas the Ag2S promoter is regarded as the interface active sites to enhance photocatalytic reactions. Therefore, the synergistic effect of Ag-Ag2S can significantly enhance the photoelectrochemical and photocatalytic propertise of the TNR arrays.
作者: Yong Zuo,Jinjun Chen,Haocheng Yang,Miao Zhang,Yanfen Wang,Gang He,Zhaoqi Sun
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Investigating the enhancement of photoelectrochemical and photocatalytic properties of TiO2 nanorod arrays through modification with Ag-Ag2S quantum-dots.

The modification of TiO2 nanorod arrays with Ag-Ag2S quantum-dots significantly enhances their photoelectrochemical and photocatalytic properties due to the synergistic effect between Ag and Ag2S. The optimal performance was achieved with a soaking time of 12 h, resulting in a photocurrent density of 0.082 mA/cm2 and a photodegradation rate of 62.2%. This study provides a promising approach for developing efficient materials for energy and environmental applications.

The study does not address the long-term stability of the Ag-Ag2S QDs modified TiO2 nanorod arrays under operational conditions. Additionally, the scalability of the synthesis method for large-scale applications is not discussed.

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