半导体的电荷分离效率低下，阻碍了光电化学(PEC)水分解的实现。

有鉴于此，吉林大学冯守华院士等人，通过-OH部分修饰获得了表面极化的TiO₂光电阳极，在1.23 V（vs RHE）下电荷分离效率从根本上提高了约94%。

本文要点

1）报道了通过用富集的羟基（–OH）修饰表面的方法来设计和合成表面极化的TiO₂纳米棒光阳极。通过简单的溶剂热处理，以甘油为溶剂，可以引入TiO₂表面的–OH基团。

2）详细的数据研究表明，这些具有电偶极子的羟基使TiO₂表面极化，在表面区域产生大量的电场，并升高能带边缘，从而在TiO₂内形成同质结，这用作光生电荷分离和迁移的直接驱动力。

3）此外，这些羟基也促进了水的氧化动力学。在没有掺杂和助催化剂的情况下，表面极化TiO₂光阳极在1.23 V（vs RHE）（AM 1.5 G）时的光电流密度显著增加，约为1.41 mA·cm⁻²，并且起始电位的阴极位移超过200 mV。

总之，该工作重点介绍了通过表面极化调制电荷分离的新机会，以构建稳定的光电阳极。

参考文献：

Ma, W., Huang, K., Wu, X. et al. Surface polarization enables high charge separation in TiO₂ nanorod photoanode. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3340-0

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3340-0