近日，中国科学院深圳先进技术研究院材料所（筹）光子信息与能源材料研究中心在光电催化水分解研究方面获得新进展。相关成果以Interface modulation of BiVO4 based photoanode with Bi(III)Bi(V)O4 for enhanced solar water splitting（《利用Bi(III)Bi(V)O4界面调控的BiVO4光阳极进行光电催化水分解研究》）为题，发表于催化领域重要期刊Journal of Catalysis（Journal of Catalysis 2020, 391, 513-521; IF:7.888）。中国科学院深圳先进技术研究院马明副研究员与以色列理工邢政博士为共同一作，北京大学深圳研究生院杨世和教授与香港科技大学Haibin Su副教授为共同通讯作者。
光电催化分解水系统作为优良的太阳能转化体系备受关注，然而其转化效率一直受到光阳极上氧化反应过程迟滞的限制。BiVO4因优良的禁带宽度以及较为合适的价带导带位置成为近来的光阳极材料研究热点，然而其受到严重的内部及表面电荷复合、氧化反应势垒等影响，太阳能的转化效率依然较为低下。因此找到针对界面电荷传输提升的解决方案尤为重要。
在此，研究团队报道了一种在BiVO4光阳极表面通过氧化过程沉积Bi2O4颗粒的方法，并将其应用到光电催化分解水实验中。由于Bi2O4有着与BiVO4相似的晶体结构，可良好的促进两种材料界面间的电荷传输。同时通过增加Mo掺杂、碳量子点负载以及Ni-FeOOH助催化剂负载，使得BiVO4光阳极获得了6.7mA/cm2（1.23 V vs. RHE）的光电流响应，以及2.35%的偏压转化效率（ABPE，0.70 V vs. RHE）。
该工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021951720303808
图：TEM扫描图、能带计算结果及XPS图谱。
