BiVO4的低載流子遷移率是限制其在塊體中和表面上電荷轉(zhuǎn)移的瓶頸。 這里,還原氧化石墨烯(rGO)納米片作為有效的電子媒介,成功負(fù)載在BiVO4上,而后將NiFe層狀氫氧化物(NiFe-LDH)修飾在BiVO4/rGO異質(zhì)結(jié)上,這是通過兩步電沉積方法實(shí)現(xiàn)的。所構(gòu)建的BiVO4 / rGO / NiFe-LDH三元光陽極顯示出增強(qiáng)的光電化學(xué)(PEC)分解水效率。 該光電陽極大大延長了可見光的吸收區(qū)域,增加了光電流密度,并且起始電位顯著地向陰極偏移,最終增強(qiáng)光子-電子轉(zhuǎn)換效率(IPCE)。PEC性質(zhì)的增強(qiáng)受益于rGO和BiVO4之間形成了p-n異質(zhì)結(jié),且NiFe-LDH作為助催化劑加速了析氧動力學(xué)。
Figure 1. BiVO4/rGO/NiFe-LDH光陽極的合成示意圖。
Figure 2. 該工作中合成樣品的SEM圖:(a)BiVO4,(b)BiVO4/rGO,(c)BiVO4/rGO/NiFe-LDH(0.05C),(d)EDS譜。
Figure 3.(a)BiVO4,BiVO4/rGO,BiVO4/rGO/NiFe-LDH(0.05C)光陽極的XRD圖,(b)GO, rGO, BiVO4, BiVO4/rGO的Raman譜。
Figure 4. (a)BiVO4和 BiVO4/rGO的光電流密度,(b)BiVO4/rGO/NiFe-LDH在不同LDH沉積量下的光電流密度,(c)不同光陽極的起始電位,(d)不同光陽極的光電流密度。
Figure 5. BiVO4,BiVO4/rGO,BiVO4/rGO/NiFe-LDH(0.05C)光陽極的Mott-Schottky曲線。
Figure 6. (a)BiVO4,BiVO4/rGO,BiVO4/rGO/NiFe-LDH(0.05C)光陽極的電化學(xué)阻抗譜,(b)三元光陽極在光照下的IMPS圖。
該研究工作由廣西大學(xué)的孫建華研究團(tuán)隊(duì)于2019年發(fā)表在Dalton Transactions期刊上。原文:An integrating photoanode consisting of BiVO4, rGO and LDH for photoelectrochemical water splitting(DOI: 10.1039/C9DT01819K)