混合阴离子化合物（例如，氧氮化物和氧硫化物）是可见光水氧化的光阳极的潜在候选物，但其遭受光生空穴的氧化降解，导致稳定性低的问题。近日，东京工业大学Kazuhiko Maeda等报道了一个稳定的混合阴离子水氧化光阳极，该阳极由带隙约为2.4 eV的氟氧化物Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2组成。将Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2颗粒涂覆在透明导电玻璃（FTO）载体上并进行TiO₂覆盖层的后沉积，在Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2带隙光激发时产生阳极光电流（λ< 520 nm）的光电流起始电位约为–0.6 V vs. NHE，与电解液的pH无关。实验发现，即使没有负载水氧化促进剂（例如CoO_x），也可以观察到稳定的光阳极电流，若将CoO_x负载到TiO₂/Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2/FTO电极上可将阳极光响应提高2-3倍。在AM1.5G模拟阳光（100 mW cm^–2），施加的电势小于1.23 V的情况下，使用优化的Pb₂Ti₂O_5.4F_1.2光阳极可实现稳定的水氧化产O₂，法拉第效率为93％，且在运行4小时后几乎没有失活的迹象。

Naoki Hirayama, Kazuhiko Maeda,* et al. Solar-Driven Photoelectrochemical Water Oxidation over an n-Type Lead-Titanium Oxyfluoride Anode. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b06570

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b06570