基于原子层沉积的助催化剂和晶面调控设计用于增强SnS₂的光解水性能（英文）

作者：孟林兴; 程成; 龙闰; 许卫卫; 李胜男; 田维; 李亮

来源：Science Bulletin, 2022, 67(15): 1562-1571.

• SnS2
• Cocatalyst
• Interface control
• Crystal facet engineering
• Water oxidation

光阳极内部严重的体相复合和缓慢的析氧反应（OER）动力学严重限制了光电化学（PEC）水分解器件的应用.为解决这2个问题,本文对原子层沉积修饰的SnS2纳米片阵列进行空气退火处理,实现了晶面取向的调控并获得了具有高质量光阳极/助催化剂界面的复合光阳极器件.基于实验观测和理论计算分析,SnS2中（001）晶面的降低减少了光生载流子的体相复合,提高了载流子的体相分离能力.此外,形成的ZnTiOxSy薄膜作为高效的助催化剂降低了表面OER反应势垒,减少了界面复合,延长了载流子寿命.这些协同效应显著增强了SnS2的PEC性能,在1.23 V vs.RHE下得到1.97 mA cm-2的光电流密度,起始电位达到0.21 V vs.RHE.该工作不仅提供了一种简便有效的策略,可以同时减少光阳极中的体相和表面复合,也为通过后处理或非原位策略制备高效助催化剂提供了新思路.

• 单位
  北京师范大学