rGO空间限域生长超薄In2S3纳米片用于构建高效准一维Sb2Se3基异质结光阴极(英文)

作者：成宇飞; 孙倩; 李秋洁; 张文婉; 刘恩周; 樊君; 谢海姣; 苗慧^*; 胡晓云^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(04): 1460-1470.

硒化锑(Sb2Se3)属于窄带隙半导体材料,具有良好的光吸收特性,已逐渐应用于光电催化领域.独特的一维(Sb4Se6)n带状结构单元连接方式,使其载流子传输具有高度各向异性.本文通过气相输运沉积法和原位水热法成功构建了还原氧化石墨烯(rGO)修饰的准一维Sb2Se3@In2S3光陷阱异质结.研究结果表明,在rGO空间限域效应下,原位生长的非层状In2S3纳米片厚度从30 nm减小到10 nm,显著增加了光电极的电化学活性比表面积,进一步增强了光陷阱纳米结构对光的捕获能力. rGO和超薄In2S3纳米片共同修饰的准一维毛刷状Sb2Se3@In2S3-rGO纳米棒光电极在0 V(相对于可逆氢电极)的外加偏压下,光电流密度可达1.169 m A cm-2,约是Sb2Se3@In2S3和单体Sb2Se3的2倍和16倍,且稳定性良好,在中性条件下平均产氢速率为16.59μmol cm-2h-1.实验结果和理论计算均表明, Ⅱ型异质结电荷传输方式是其光电化学增强的物理机制.以上工作为设计基于rGO修饰的复合光电极用于光电化学领域的研究提供了崭新的思路.

• 单位
  西北大学