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
1秒前
只道寻常完成签到,获得积分10
2秒前
May完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
cccui完成签到,获得积分10
3秒前
周杰发布了新的文献求助10
4秒前
chen完成签到,获得积分10
5秒前
青芒果发布了新的文献求助10
7秒前
英勇青文发布了新的文献求助10
7秒前
May发布了新的文献求助10
7秒前
玩命的傲南完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
顺利珂完成签到,获得积分10
10秒前
julienCCC完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
安医xiao卷王完成签到,获得积分10
14秒前
能干的坤发布了新的文献求助30
15秒前
16秒前
17秒前
李xy完成签到,获得积分20
18秒前
合适书竹发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
huahua完成签到,获得积分20
19秒前
香蕉觅云应助me采纳,获得10
20秒前
rubycrazy完成签到,获得积分10
22秒前
传统的捕发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
huahua发布了新的文献求助10
23秒前
ding应助安静的外绣采纳,获得10
24秒前
不知名小伙完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
Yewrlon完成签到,获得积分10
25秒前
清风雨落应助李xy采纳,获得10
26秒前
22完成签到,获得积分10
27秒前
纯真电源发布了新的文献求助10
27秒前
乘数发布了新的文献求助30
27秒前
polarisier发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Braunwald’s Heart Disease, 2 Vol Set A Textbook of Cardiovascular Medicine 13th Edition 1000
Petrology and Plate Tectonics 800
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
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 光电子学 物理化学 电极 基因 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6998635
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8674154
关于积分的说明 18392183
捐赠科研通 6474182
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3099779
关于科研通互助平台的介绍 2163647
邀请新用户注册赠送积分活动 2076176