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  • Role of reduced graphene oxide in the critical components of a CdS-sensitized TiO2 -based photoelectrochemical cell.

Role of reduced graphene oxide in the critical components of a CdS-sensitized TiO2 -based photoelectrochemical cell.

Chemphyschem : a European journal of chemical physics and physical chemistry (2014-07-01)
Josephine Selvaraj, Satyajit Gupta, Steven DelaCruz, Vaidyanathan Ravi Subramanian
要旨

Nitrogen (N)-doped reduced graphene oxide (nRGO) is systematically incorporated into a TiO(2) -CdS photoelectrochemical (PEC) cell and its role is examined in the three main components of the cell: 1) the CdS-sensitized TiO(2) photoanode, 2) the cathode, and 3) the S(2-)/S(.-) aqueous redox electrolyte. The nRGO layer is sandwiched between TiO(2) nanorods (deposited by using a solvothermal method) and CdS (deposited by using the successive ionic-layer-adsorption and -reaction method). Scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray analysis (EDS) reveals the spatial distribution of CdS and nRGO, whereas nRGO formation is evident from Mott Schottky analysis. Chronoamperometry and PEC analysis indicate that upon incorporation of nRGO, a photocurrent density that is at least 27 times higher than that of pristine TiO(2) is achieved; this increase is attributable to the ability of the nRGO to efficiently separate and transport charges. Stability analysis performed by continuous photoillumination over ∼3 h indicates a 26% and 42 % reduction in the photocurrent in the presence and absence of the nRGO respectively. Formation of SO(4)(2-) is identified as the cause for this photocurrent reduction by using X-ray photoelectron spectroscopy. It is also shown that nRGO-coated glass is as effective as a Pt counter electrode in the PEC cell. Unlike the benefits offered by nRGO at the anode and cathode, introducing it in the redox electrolyte is detrimental. Systematic and complementary electrolyte and film-based studies on this aspect reveal evidence of the capacitive behavior of nRGO. Competition between the nRGO and the oxidized electrolyte is identified, based on linear-sweep voltammetry analysis, as the limiting step to efficient charge transport in the electrolyte.

材料
製品番号
ブランド
製品内容

Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム, ACS reagent, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, ReagentPlus®, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, ACS reagent, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
チタン(IV)イソプロポキシド, 97%
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Sigma-Aldrich
硫化ナトリウム 九水和物, ≥98.0%
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Sigma-Aldrich
硫化ナトリウム 九水和物, ≥99.99% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
硫化ナトリウム 九水和物, ACS reagent, ≥98.0%
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Millipore
過酸化水素 溶液, 3%, suitable for microbiology
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Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム, ACS reagent, ≥99.0%, low in mercury
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Sigma-Aldrich
過酸化水素 溶液, contains ~200 ppm acetanilide as stabilizer, 3 wt. % in H2O
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Sigma-Aldrich
チタン(IV)イソプロポキシド, 99.999% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
チタン(IV)イソプロポキシド, ≥97.0%
現在、価格および在庫状況を閲覧できません。
Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム, 97%
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Sigma-Aldrich
過酸化水素 溶液, purum p.a., ≥35% (RT)
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Supelco
過酸化水素 溶液, 30 % (w/w), for ultratrace analysis
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, 99.995% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
過酸化水素 溶液, JIS special grade, 30.0-35.5%
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Sigma-Aldrich
過酸化水素 溶液, SAJ first grade, ≥30.0%
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Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム 溶液, 0.02 M
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Sigma-Aldrich
チタン(IV)イソプロポキシド, packaged for use in deposition systems
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, ≥99.0%, suitable for plant cell culture
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Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム 溶液, 5 mM
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Supelco
硝酸ナトリウム, analytical standard
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, BioUltra, ≥99.0% (T)
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Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム 溶液, 0.1 M
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, BioXtra, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム 溶液, 2 mM
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Sigma-Aldrich
硝酸ナトリウム, anhydrous, free-flowing, Redi-Dri, ReagentPlus®, ≥99%
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Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム 溶液, 0.2 M
現在、価格および在庫状況を閲覧できません。
Sigma-Aldrich
過マンガン酸カリウム 溶液, 0.01 M
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