光电化学（PEC）水分解提供了一种便利的策略来解决制氢所需的能量存储问题。在各种可见光诱导水氧化的半导体材料中，钒酸铋（BiVO₄）因其具有约2.4 eV的合适禁带宽度、良好的光吸收性能和适合在低电位下进行水氧化的导带位置而被认为是最有前途的候选材料之一。然而，BiVO₄受到大量的表面和体复合损耗的影响，这显著限制了其实际PEC性能低于其理论最大值。因此，改善电荷传输和减少体/表面复合有利于提高BiVO₄的水氧化活性和稳定性。

近日，内蒙古大学王蕾研究员首次报道了通过恒电位光极化测试，BiVO₄的PEC性能可以得到显著改善。

文章要点

1）采用电沉积法制备了BiVO₄光阳极。为了在随后的退火过程中制备BiVO₄，研究人员首先在炉内创建了“自制”的气氛。即将氟掺杂的氧化锡（FTO）基板上的一定量的含有NH₄VO₃和Bi(NO₃)₃的乙二醇在1 dm³的炉膛中于450 °C的炉中退火2 h。然后取出制备的BiOI样品，将具有VO(acac)₂的二甲基亚砜溶液的初始BiOI在上述气氛中以相同条件加热（BVO）。为了在没有任何辅助催化剂装饰的情况下激活BiVO₄，在AM 1.5G（100 mA cm^-2）的光照下应用于硼酸盐缓冲液（KBi，pH = 9.5）中利用恒电位极化技术。

2）无助催化剂的BiVO₄光阳极在1.23 V_RHE下获得了4.6 mA cm⁻²的光电流，在无牺牲剂的硼酸盐缓冲溶液中，AM 1.5 g照射下的起始电位为0.23 V_RHE。最显著的特点是光阳极在间歇测试下100 h以上的光稳定性表现出很强的“自愈”特性。

3）恒电位光极化测试表明，半导体-电解质界面产生的氧空位和钝化表面态的协同作用减少了载流子-空穴复合，提高了水氧化动力学，进一步抑制了光腐蚀。

Rui-Ting Gao, Lei Wang, Stable Co-Catalyst-Free BiVO₄ Photoanodes with Passivated Surface States for Photocorrosion Inhibition, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202010908

https://doi.org/10.1002/anie.202010908