水滑石纳米片阵列/多孔BiVO_4复合光阳极用于高效光电催化分解水(英文)

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可再生清洁能源的不断探索推动了高活性的光电催化分解水材料的开发.然而,提高光电材料的载荷子利用率仍是材料与光电化学领域的一个重要挑战.本文报道了一种简单的方法来构筑由多孔BiVO_4薄膜作为光吸收剂和水滑石(LDH)纳米片阵列作为产氧助催化剂(OECs)的复合光电阳极.由于多孔BiVO_4膜高效的电荷分离效率和LDH纳米片阵列优异的水氧化活性协同效应,所制备的BiVO_4/NiFe-LDH光电阳极展现出优异的光电催化分解水性能,在1.23 V(相对于可逆氢电极(RHE))下光电流密度达4.02 mA cm~(-2).此外,BiVO_4/NiFe-LDH光阳极表面的O_2产生速率高达29.6μmol h.1 cm~(-2),并且活性可以维持30小时以上.此外,通过将一定量的Co~(2+)离子掺杂到NiFe-LDH中作为OEC,可以进一步增强复合光电阳极的性能.在1.23 V(相对于RHE)下,光电流密度高达4.45 mA cm~(-2),该值是目前报道的基于未掺杂BiVO_4光阳极的最高值. The continuous exploration of renewable clean energy promotes the development of highly active photoelectrocatalytic water materials, however, improving the charge carrier utilization of photovoltaic materials remains an important challenge in the field of materials and photoelectrochemistry.This paper reports a simple method To construct a composite photoanode consisting of a porous BiVO_4 film as a light absorber and a hydrotalcite (LDH) nanosheet array as an oxygen-generating cocatalyst (OECs) due to the efficient charge separation efficiency of the porous BiVO_4 film and the excellent water oxidation of the LDH nanosheet array BiVO 4 / NiFe-LDH photoanode exhibited excellent photoelectrocatalytic performance. The photocurrent density was 4.02 mA cm -2 at 1.23 V (relative to RHE) In addition, the O 2 production rate of the BiVO 4 / NiFe-LDH photoanode was as high as 29.6 μmol h -1 cm -2 and the activity could be maintained for more than 30 hours.In addition, a certain amount of Co 2+ ions The performance of the composite photoanode can be further enhanced by doping into NiFe-LDH as OEC.The photocurrent density is as high as 4.45 mA cm -2 at 1.23 V (vs. RHE), which is currently reported based on the non- The highest doped BiVO_4 photoanode value.
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