设计制备无贵金属、高强度的水氧化光电阳极一直是染料敏化光电电池(DS‐PECs)的巨大挑战之一。近日，比尔肯大学的Ferdi Karadas等合作提出了一种简单的合成策略，提供了一种非均相、无贵金属、染料敏化的水氧化光电极，该电极包含一种普鲁士蓝结构，用于二氧化钛敏化和水氧化催化。Fe(CN)5桥联基团不仅作为氰化物前体形成普鲁士蓝型结构，而且作为有机发色团和催化中心之间的电子穿梭物。该光阳极至少在2小时内可以保持其结构完整性和光电化学活性。由此得到的具有异质功能的普鲁士蓝修饰二氧化钛电极具有成本低、易于制造的特点，而且具有良好的电子转移和卓越的激发态寿命(以毫微秒计)，并具有高达500纳米的光吸收能力。通过瞬态吸收实验考察了钴和铁位点在电荷分离过程中的关键作用。在探索性研究中，通过DFT理论计算筛选了几种有机配体。结合量子化学和瞬态吸收研究，揭示了电荷分离过程中关键物质的电子结构。结果表明，该工作提出的合成方法对新的无贵金属、高强度染料敏化的水氧化光电极材料具有重要的借鉴意义，其中多种常见的有机发色团可以与CoFe普鲁士蓝结构结合使用。
T. Gamze Ulusoy Ghobadi, Amir Ghobadi, Muhammed Buyktemiz, Elif Akhuseyin Yildiz, Dilara Berna Yildiz, H. Gul Yaglioglu, Ferdi Karadas, Yavuz Dede, Ekmel Ozbay. A Robust Precious Metal-free Dye-sensitized Photoanode for Water Oxidation: Nanosecond Long Excited State Lifetime via a Prussian Blue Analogue. Angewandte, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201914743
https://doi.org/10.1002/anie.201914743
