掺Fe的BiVO₄是具有前景的中性电解液光电化学OER电极材料。

有鉴于此，复旦大学刘智攀、李晔飞等报道通过理论计算和实验表征，通过表征FeO_x晶相的分布和结构，研究Fe-BiVO₄的Fe掺杂作用，优化催化剂的光电催化活性。

主要内容

（1）

通过机器学习搜索，从数千种界面材料筛选得到ε-FeOOH_1.5(011)/BiVO₄(001)界面结构，当ε-FeOOH_1.5的厚度达到两个原子层，ε-FeOOH_1.5(011)/BiVO₄(001)界面具有非常低的形成能（0.74 J/m²），较窄的能带（~1.6 eV），优异的催化活性（反应能垒~0.64 eV）。

（2）

基于理论计算的发现进行正交的光电催化分解水实验，优化合成条件。当FeSO₄作为沉积Fe的原料，在40 ℃沉积4 h，达到最好的光电催化活性（5.4 mA/cm²），比以往的结果高~0.9 mV/cm²。通过分析TEM数据和TEM理论计算模拟，验证与理论计算相似，生成草丛状FeO_x。

参考文献

Yi-Fan Hu, Ye-Fei Li*, and Zhi-Pan Liu*, Structural Origin for Efficient Photoelectrochemical Water Splitting over Fe-Modified BiVO₄, ACS Catal. 2023, 13, 10167–10176

DOI: 10.1021/acscatal.3c02504

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c02504