Dramatically enhanced solar-driven water splitting of BiVO4 photoanode via strengthening hole transfer and light harvesting by co-modification of CQDs and ultrathin β-FeOOH layers

分解水 钒酸铋 材料科学 光电流 析氧 化学工程 氧气 表面改性 光催化 光电子学 可见光谱 纳米技术 异质结 光化学 催化作用 电极 化学 物理化学 电化学 有机化学 工程类 生物化学
作者
Tingsheng Zhou,Shuai Chen,Jiachen Wang,Yan Zhang,Jinhua Li,Jing Bai,Baoxue Zhou
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:403: 126350-126350 被引量:180
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.126350
摘要

Hydrogen generation by solar-driven water splitting is considered as a promising strategy to address energy crisis and environmental emission issues. Bismuth vanadate (BiVO4) is a highly promising photoanode material for photoelectrochemical (PEC) water splitting, but its severe bulk and surface charge recombination, sluggish oxygen evolution reaction (OER) kinetics and narrow visible light harvesting are still bottlenecks. Here, an excellent CQDs/FeOOH/BiVO4 photoanode was designed by co-modification of carbon quantum dots (CQDs) and ultrathin β-FeOOH layers (<10 nm) on BiVO4 to tackle the above issues. The CQDs/FeOOH/BiVO4 shows dramatically enhanced photocurrent, which is 10.7 and 2.98 times higher than BiVO4 and FeOOH/BiVO4 at 0.8 V vs. RHE (VRHE), with negatively shifted onset potential of 448 and 255 mV, respectively. The maximum incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of CQDs/FeOOH/BiVO4 is 6.7 and 1.86 times higher than that of BiVO4 and FeOOH/BiVO4, respectively. Additionally, the surface hole injection efficiency (ηsurface) of CQDs/FeOOH/BiVO4 is 7.1 and 2.1 times higher than that of BiVO4 and FeOOH/BiVO4 at 0.8 VRHE, respectively. The results can be attributed to three effects: (i) Synergetic catalysis of CQDs and FeOOH sharply improves the OER kinetics due to the introduction of high-density oxygen vacancies (Ov); (ii) The CQDs/BiVO4 heterojunction efficiently suppresses the bulk charge recombination; (iii) CQDs significantly boost the light harvesting both in the ultraviolet and visible regions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
云淡风清完成签到 ,获得积分10
1秒前
Mia233完成签到 ,获得积分10
1秒前
负责惜文完成签到,获得积分20
2秒前
eternal_dreams完成签到 ,获得积分10
10秒前
笑对人生完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
howudoin完成签到,获得积分10
13秒前
西红柿完成签到,获得积分10
14秒前
故事完成签到 ,获得积分10
16秒前
feiyue126完成签到,获得积分10
20秒前
小墨墨完成签到 ,获得积分10
24秒前
Tin完成签到,获得积分10
25秒前
小花生完成签到 ,获得积分10
26秒前
wenbo完成签到,获得积分0
30秒前
奔腾小马完成签到 ,获得积分10
31秒前
王王碎冰冰完成签到 ,获得积分10
31秒前
hualiyangmei完成签到,获得积分10
34秒前
英勇海完成签到 ,获得积分10
36秒前
Much完成签到 ,获得积分10
36秒前
Kevin完成签到,获得积分10
38秒前
happy2016完成签到 ,获得积分10
38秒前
姜菡完成签到 ,获得积分10
38秒前
威武的念波完成签到,获得积分10
41秒前
充电宝应助天道采纳,获得10
42秒前
科研老兵完成签到,获得积分10
44秒前
Hanoi347发布了新的文献求助10
48秒前
星辰完成签到 ,获得积分10
48秒前
吴寿远123完成签到,获得积分10
49秒前
胖墩儿驾到完成签到,获得积分10
49秒前
jianglili完成签到 ,获得积分10
51秒前
Pendragon完成签到,获得积分10
52秒前
水墨丹青完成签到 ,获得积分10
52秒前
Loooong应助吴寿远123采纳,获得10
53秒前
ljljmyy完成签到,获得积分10
53秒前
迅速的大山完成签到 ,获得积分10
53秒前
54秒前
ljljmyy发布了新的文献求助10
56秒前
huhu完成签到,获得积分10
57秒前
花花完成签到 ,获得积分10
58秒前
58秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7146138
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8792959
关于积分的说明 18581728
捐赠科研通 6740171
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3157804
关于科研通互助平台的介绍 2288390
邀请新用户注册赠送积分活动 2132163