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:175
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
去去去完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
2秒前
2秒前
sheh发布了新的文献求助30
3秒前
好卷啊你发布了新的文献求助10
3秒前
许瑞琳完成签到,获得积分10
3秒前
冷傲书萱发布了新的文献求助10
4秒前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Zurich发布了新的文献求助10
6秒前
SR发布了新的文献求助10
6秒前
许瑞琳发布了新的文献求助30
7秒前
圆小异发布了新的文献求助10
7秒前
山海发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
Meidina完成签到,获得积分10
8秒前
orixero应助开心的翅膀采纳,获得10
9秒前
wongcheng完成签到,获得积分10
9秒前
完美世界应助happy123采纳,获得30
9秒前
科研通AI6.3应助蒲公英采纳,获得10
10秒前
10秒前
眰晌发布了新的文献求助10
11秒前
Cartes完成签到,获得积分20
11秒前
wwwwwwww完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
华仔应助HHC采纳,获得50
13秒前
阳光的香芦完成签到,获得积分10
14秒前
wanci应助勤奋旭尧采纳,获得10
14秒前
sheh完成签到,获得积分10
14秒前
Cartes发布了新的文献求助10
14秒前
ccm应助qq星采纳,获得10
15秒前
chen完成签到,获得积分10
18秒前
dong发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
19秒前
番茄炒蛋完成签到 ,获得积分10
20秒前
23秒前
李珺鹭发布了新的文献求助10
23秒前
24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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Instituting Science: The Cultural Production of Scientific Disciplines 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Organization of knowledge in modern America, 1860-1920 / 600
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6360351
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174573
关于积分的说明 17218162
捐赠科研通 5415407
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865917
邀请新用户注册赠送积分活动 1843138
关于科研通互助平台的介绍 1691313