p-n异质结BiVO4/g-C3N4光阳极的制备及其光电化学水解性能

作者：王如意; 徐国良; 杨蕾^*; 邓崇海; 储德林; 张苗; 孙兆奇^*

来源：无机材料学报, 2023, 38(01): 87-99.

• g-C3N4纳米片
• BiVO4
• 光电化学水解
• FeNiOx助催化剂
• p-n异质结

钒酸铋(BVO)可用于光电化学(PEC)水解产氢,但受限于其缓慢的表面水氧化动力学,在电极表面修饰单一的析氧助催化剂达不到理想的性能。本工作在BVO电极表面修饰FeNiOx助催化剂可以显著降低起始电压,增强光电化学性能。此外,沉积g-C3N4后修饰FeNiOx助催化剂得到的光电极具有更优异的性能。厚度适合的g-C3N4纳米片与BVO构成Ⅱ型p-n异质结,有效抑制了光生电子空穴的复合,促进了电极的电荷分离。电化学测试结果表明,沉积了g-C3N4后,电极的电荷分离效率达到88.2%,比BVO/FeNiOx (60.6%)提升了近1.5倍。经过g-C3N4和FeNiOx协同修饰的BVO/g-C3N4/Fe Ni Ox电极,表面电荷注入效率达到了90.2%,同时,在1.23 V (vs.RHE)条件下光电流密度达到4.63 mA·cm–2,是纯BVO (1.86 mA·cm–2)的2.48倍。本工作为开发制备高性能光阳极提供了一种有效的策略。

• 单位
  合肥学院; 安徽大学; 材料与化工学院; 长鑫存储技术有限公司