Busca avançada
Ano de início
Entree
(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Design-controlled synthesis of IrO2 sub-monolayers on Au nanoflowers: marrying plasmonic and electrocatalytic properties

Texto completo
Autor(es):
Mostrar menos -
de Freitas, Isabel C. [1] ; Parreira, Luanna S. [1] ; Barbosa, Eduardo C. M. [1] ; Novaes, Barbara A. [1] ; Mou, Tong [2, 3] ; Alves, Tiago. V. [4] ; Quiroz, Jhon [5] ; Wang, Yi-Chi [6] ; Slater, Thomas J. [6, 7] ; Thomas, Andrew [6] ; Wang, Bin [2, 3] ; Haigh, Sarah J. [6] ; Camargo, Pedro H. C. [1, 5]
Número total de Autores: 13
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Inst Quim, Dept Quim Fundamental, Ave Prof Lineu Prestes 748, BR-05508000 Sao Paulo, SP - Brazil
[2] Univ Oklahoma, Gallogly Coll Engn, Ctr Interfacial React Engn, Norman, OK 73019 - USA
[3] Univ Oklahoma, Gallogly Coll Engn, Sch Chem Biol & Mat Engn, Norman, OK 73019 - USA
[4] Univ Fed Bahia, Inst Quim, Dept Fis Quim, Rua Barao de Jeremoabo 147, BR-40170115 Salvador, BA - Brazil
[5] Univ Helsinki, Dept Chem, AI Virtasen Aukio 1, Helsinki - Finland
[6] Univ Manchester, Sch Mat, Manchester M13 9PL, Lancs - England
[7] Diamond Light Source Ltd, Electron Phys Sci Imaging Ctr, Didcot OX11 0DE, Oxon - England
Número total de Afiliações: 7
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: NANOSCALE; v. 12, n. 23, p. 12281-12291, JUN 21 2020.
Citações Web of Science: 0
Resumo

We develop herein plasmonic-catalytic Au-IrO2 nanostructures with a morphology optimized for efficient light harvesting and catalytic surface area; the nanoparticles have a nanoflower morphology, with closely spaced Au branches all partially covered by an ultrathin (1 nm) IrO2 shell. This nanoparticle architecture optimizes optical features due to the interactions of closely spaced plasmonic branches forming electromagnetic hot spots, and the ultra-thin IrO2 layer maximizes efficient use of this expensive catalyst. This concept was evaluated towards the enhancement of the electrocatalytic performances towards the oxygen evolution reaction (OER) as a model transformation. The OER can play a central role in meeting future energy demands but the performance of conventional electrocatalysts in this reaction is limited by the sluggish OER kinetics. We demonstrate an improvement of the OER performance for one of the most active OER catalysts, IrO2, by harvesting plasmonic effects from visible light illumination in multimetallic nanoparticles. We find that the OER activity for the Au-IrO2 nanoflowers can be improved under LSPR excitation, matching best properties reported in the literature. Our simulations and electrocatalytic data demonstrate that the enhancement in OER activities can be attributed to an electronic interaction between Au and IrO2 and to the activation of Ir-O bonds by LSPR excited hot holes, leading to a change in the reaction mechanism (rate-determinant step) under visible light illumination. (AU)

Processo FAPESP: 16/17866-9 - Ajuste das propriedades catalíticas de Nanochocalhos plasmônicos destinados à ativação fotoquímica de oxigênio sob condições brandas
Beneficiário:Jhon Jhon Quiroz Torres
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 15/26308-7 - Otimização das propriedades físico-químicas de materiais nano-estruturados e suas aplicações em reconhecimento molecular, catálise e conversão/armazenamento de energia
Beneficiário:Roberto Manuel Torresi
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 16/00819-8 - Síntese Controlada de Nanomateriais baseados em Pd e Pt: Otimizando Atividade e Estabilidade Eletrocatalítica
Beneficiário:Luanna Silveira Parreira
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 15/11452-5 - Materiais híbridos compostos por óxidos e nanopartículas metálicas para aplicações catalíticas e fotocatalíticas
Beneficiário:Eduardo César Melo Barbosa
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto