Optimizing photocatalytic water oxidation by FeMnO_x bimetallic cocatalyst on Zn-doped BiVO₄ via magnetron sputter deposition

Autor(es)

Khan, Niqab ; Koche, Ariadne ; Khan, Wahidullah ; Nogueira, Pallas A. M. ; Jamil, Asif ; Pieper, Yvonne ; Toma, Francesca M. ; Nascimento, Otaciro R. ; Goncalves, Renato V. ; Khan, Sherdil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: APPLIED CATALYSIS A-GENERAL; v. 704, p. 10-pg., 2025-08-25.

Resumo

Bismuth vanadate (BiVO4) has been used as an efficient photocatalyst for water oxidation. However, pristine BiVO4 suffers from recombination due to its short hole diffusion length and fast electron-hole recombination, which hinders photocatalytic water oxidation. To enhance the water photo-oxidation, here we constructed Zndoped BiVO4 and then deposited bimetallic FeMnOx on its surface via Magnetron Sputtering. Zn doping improved the optical absorption by red-shifting the bandgap of BiVO4. Crystalloghafically, it increased growth towards (040) direction and enhanced V-O bond lengths. Moreover, the Zn doping induces oxygen vacancies that suppress charge recombination, as confirmed by EPR analysis. Zn-doped BiVO4 showed an incredible enhancement in the photocatalytic O2 evolution of 135 mu mol as compared to the pure BiVO4 (90 mu mol). The O2 evolution was further enhanced to 154 mu mol after loading bimetallic FeMnOx cocatalysts on Zn-doped BiVO4, which is attributed to the improved charge transportation via cocatalysts from the BiVO4 surface. (AU)

• Processo FAPESP: 23/15633-0 - Desenvolvimento de heterojunções hiperfinas a base de BiVO4 para reações fotoeletroquímicas
• Beneficiário: Niqab Khan
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50279-4 - Brasil Research Centre for Gas Innovation
• Beneficiário: Julio Romano Meneghini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I
• Beneficiário: Julio Romano Meneghini
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 23/00618-6 - Desenvolvimento de dispositivos semicondutores para geração de hidrogênio verde via separação fotoeletroquímica da água sem polarização externa
• Beneficiário: Renato Vitalino Gonçalves
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Regular