Hydrovoltaic effect-enhanced photocatalysis by polyacrylic acid/cobaltous oxide–nitrogen doped carbon system for efficient photocatalytic water splitting

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作者
Xu Xin,Youzi Zhang,Ruiling Wang,Yijin Wang,Peng Guo,Xuanhua Li
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:29
标识
DOI:10.1038/s41467-023-37366-3
摘要

Severe carrier recombination and the slow kinetics of water splitting for photocatalysts hamper their efficient application. Herein, we propose a hydrovoltaic effect-enhanced photocatalytic system in which polyacrylic acid (PAA) and cobaltous oxide (CoO)-nitrogen doped carbon (NC) achieve an enhanced hydrovoltaic effect and CoO-NC acts as a photocatalyst to generate H2 and H2O2 products simultaneously. In this system, called PAA/CoO-NC, the Schottky barrier height between CoO and the NC interface decreases by 33% due to the hydrovoltaic effect. Moreover, the hydrovoltaic effect induced by H+ carrier diffusion in the system generates a strong interaction between H+ ions and the reaction centers of PAA/CoO-NC, improving the kinetics of water splitting in electron transport and species reaction. PAA/CoO-NC exhibits excellent photocatalytic performance, with H2 and H2O2 production rates of 48.4 and 20.4 mmol g-1 h-1, respectively, paving a new way for efficient photocatalyst system construction.

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