尹双凤Angew:NiFe-MOFs薄层提高富氧空位BiVO4光电阳极的活性和稳定性用于水氧化
Nanoyu Nanoyu 2020-10-02


光电化学(PEC)用于水分解是将太阳能转换为清洁燃料的一种有前途的方法。其关键在于开发有效且廉价的光阳极材料。在研究最多的半导体中,BiVO4因其合适的带隙(〜2.5 eV)适于光收集和有利的价带用于析氧而被认为是有前途的催化剂。但是,其较差的载流子迁移率以及缓慢的水氧化动力学严重限制了太阳能到氢能(STH)的转化效率。引入氧空位(Ov)被认为是增强光阳极析氧反应(OER)催化性能的有效方法。然而很少有研究报道关于氧空位的稳定性对于OER催化剂的实际性能的影响。

有鉴于此,湖南大学尹双凤教授,陈浪副教授,申升助理教授报道了以富氧空位的BiVO4(Ov-BiVO4)为保护层和助催化剂,以咖啡酸(CA)为桥联剂,共形包覆NiFe-金属有机骨架(NiFe-MOFs)。

文章要点

1所合成的Ov-BiVO4@NiFeMOF具有较高的稳定性,在1.23 V(vs.RHE)下的光电流密度为5.3±0.15 mA cm-2

 

2NiFe-MOFs层中Ni(Fe)-O配位数的减少和Ni(Fe)价态的升高大大提高了OER反应,同时析氧位从Ov-BiVO4向NiFe-MOFs的迁移促进了Ov的稳定。因此,涂覆一层较薄的NiFe-MOFs可以有效地保护OVs,使光阳极具有更高的光电流和稳定性。

 

Jin-Bo Pan, et al, Activity and Stability Boosting of  Oxygen-Vacancy-Rich BiVO4 Photoanode by  NiFe-MOFs Thin Layer for Water Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI:10.1002/anie.202012550

https://doi.org/10.1002/anie.202012550


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