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Modulating the External Facets of Functional Nanocrystals Enabled by Two-Dimensional Oxide Crystal Templates
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2017-09-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acscatal.7b02605 Huiyu Yuan 1 , Kai Han 1 , David Dubbink 1 , Guido Mul 1 , Johan E. ten Elshof 1
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2017-09-12 00:00:00 , DOI: 10.1021/acscatal.7b02605 Huiyu Yuan 1 , Kai Han 1 , David Dubbink 1 , Guido Mul 1 , Johan E. ten Elshof 1
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The nature of the external crystal facets is critical to control the (photo)catalytic properties. Two-dimensional materials can expose only one type of crystal facet among zero-dimensional (0D), one-dimensional (1D), and two-dimensional (2D) materials. Controllable tuning of the nature of the external crystal facets of 2D materials is highly desirable but very challenging. Here, we show that 2D particles with the desirable crystal facet for high-performance photocatalytic H2 generation can be obtained by using 2D metal oxide materials (i.e., nanosheets of Ca2Nb3O10 and Ti0.87O2) as templates taking consideration of the crystal configuration of 2D oxide and target compounds. We demonstrate that anatase TiO2 crystals grown on different nanosheet templates exhibit variations in photocatalytic hydrogen production rates from aqueous phase methanol solutions (6.7%), which can be attributed to the nature of the main crystal facet exposed. In view of the large number of 2D materials that have already been synthesized, this work offers a key to design and synthesize nanoparticles with the desirable specific external crystal facet for (photo)catalysis application.
中文翻译：
调制二维氧化物晶体模板实现的功能纳米晶体的外表面
外部晶面的性质对于控制（光）催化性能至关重要。二维材料只能暴露零维（0D），一维（1D）和二维（2D）材料中的一种类型的晶面。人们非常希望对2D材料的外部晶面的性质进行可控的调整，但是却非常具有挑战性。在这里，我们表明，通过使用2D金属氧化物材料（即Ca 2 Nb 3 O 10和Ti 0.87 O 2的纳米片），可以获得具有高性能光催化H 2生成所需晶面的2D颗粒。）作为模板，同时考虑了2D氧化物和目标化合物的晶体构型。我们证明，在不同的纳米片模板上生长的锐钛矿型TiO 2晶体在水催化甲醇溶液（6.7％）中的光催化制氢速率方面存在差异，这可以归因于暴露的主晶体面的性质。鉴于已经合成了大量的2D材料，这项工作为设计和合成具有用于（光）催化应用所需的特定外部晶面的纳米粒子提供了关键。
更新日期：2017-09-12
中文翻译：
调制二维氧化物晶体模板实现的功能纳米晶体的外表面
外部晶面的性质对于控制（光）催化性能至关重要。二维材料只能暴露零维（0D），一维（1D）和二维（2D）材料中的一种类型的晶面。人们非常希望对2D材料的外部晶面的性质进行可控的调整，但是却非常具有挑战性。在这里，我们表明，通过使用2D金属氧化物材料（即Ca 2 Nb 3 O 10和Ti 0.87 O 2的纳米片），可以获得具有高性能光催化H 2生成所需晶面的2D颗粒。）作为模板，同时考虑了2D氧化物和目标化合物的晶体构型。我们证明，在不同的纳米片模板上生长的锐钛矿型TiO 2晶体在水催化甲醇溶液（6.7％）中的光催化制氢速率方面存在差异，这可以归因于暴露的主晶体面的性质。鉴于已经合成了大量的2D材料，这项工作为设计和合成具有用于（光）催化应用所需的特定外部晶面的纳米粒子提供了关键。
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