BiVO4/C3N4异质结界面电荷传输机制调控(英文)

作者：孙尚聪; 高睿杰; 刘显龙; 潘伦^*; 史成香; 姜政; 张香文; 邹吉军^*

来源：Science Bulletin, 2022, 67(04): 389-397.

直接Z型异质结是理想的全解水光催化剂形式之一. C3N4的价带电位约为+1.6 V (vs. NHE, pH 0),在热力学上限制了其产氧性能. C3N4与具有较强氧化电势的半导体复合构建Z型异质结,有利于提高光催化效率.构建直接Z型的关键在于对界面电荷传输路径的精确控制.通过调控半导体的氧缺陷浓度可有效改变其功函数,进而改变异质结界面处的能带弯曲方向以选择性控制光生载流子的传递路径.利用水热法合成BiVO4并降低氧缺陷含量,从而使其功函数逐渐增大.当氧缺陷含量较高时, BiVO4的功函数小于C3N4;而当氧缺陷含量较低时,其功函数大于C3N4.这种功函数相对值的变化进一步改变了异质结界面处的能带弯曲方向,进而使BiVO4/C3N4由Ⅱ型转变为Z型.与Ⅱ型异质结不同,直接Z型BiVO4/C3N4实现了高效的光催化全解水,且420 nm处的表观量子效率为4.4%.

• 单位
  天津大学