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Effect of Facet‐Selective Assembly of Cocatalyst on BiVO4 Photoanode for Solar Water Oxidation

光电流 光催化 氧化还原 化学工程 材料科学 Crystal(编程语言) 纳米技术 面(心理学) 化学 催化作用 光电子学 计算机科学 有机化学 工程类 五大性格特征 社会心理学 人格 冶金 程序设计语言 心理学
作者
Li Deng,Ruotian Chen,Pengpeng Wang,Zhen Li,Jian Zhu,Fengtao Fan,Jingying Shi,Can Li
出处
期刊:Chemcatchem [Wiley]
卷期号:11 (16): 3763-3769 被引量:44
标识
DOI:10.1002/cctc.201900573
摘要

Abstract Rational assembly of cocatalysts on crystal‐based photocatalysts with anisotropic facets, namely the reduction cocatalyst on the reduction facets and oxidation cocatalyst on the oxidation facets, can enhance the photocatalytic activity remarkably. However, this strategy of selective loading of cocatalysts on crystal‐facet engineered photoelectrodes is rarely discussed in photoelectrocatalysis (PEC). Herein, we fabricated BiVO 4 microcrystal photoanodes with simultaneous exposure of oxidation {110} and reduction {010} facets to study the effect of facet‐selective assembly of cocatalysts on the activity of PEC water oxidation. By elaborative photodeposition, identical cocatalysts of MnO x were selectively loaded on the reduction, the oxidation and all the facets of BiVO 4 photoanodes (respectively designated as R‐BVO, O‐BVO and O/R‐BVO). We found that MnO x facilitates the charge separation in BiVO 4 more significantly on the oxidation facets than on the reduction ones, contributing to the net increase in photocurrent of O‐BVO being as 5.2 and 2.2 times that of R‐BVO and O/R‐BVO, respectively. Surface photovoltage analysis reveals that the interaction between the inherent built‐in electric field in BiVO 4 crystals and the additive electric filed induced by the MnO x was account for the difference. Our work emphasizes the effect of facet‐selective assembly of cocatalyst in PEC systems, which may guide the rational design of highly efficient photoelectrodes for solar energy conversion.
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