广西大学的孙建华研究团队–BiVO4, rGO 和 LDH组成光阳极用于光电化学分解水

BiVO4的低载流子迁移率是限制其在块体中和表面上电荷转移的瓶颈。 这里，还原氧化石墨烯（rGO）纳米片作为有效的电子媒介，成功负载在BiVO4上，而后将NiFe层状氢氧化物（NiFe-LDH）修饰在BiVO4/rGO异质结上，这是通过两步电沉积方法实现的。所构建的BiVO4 / rGO / NiFe-LDH三元光阳极显示出增强的光电化学（PEC）分解水效率。 该光电阳极大大延长了可见光的吸收区域，增加了光电流密度，并且起始电位显著地向阴极偏移，最终增强光子-电子转换效率（IPCE）。PEC性质的增强受益于rGO和BiVO4之间形成了p-n异质结，且NiFe-LDH作为助催化剂加速了析氧动力学。

Figure 1. BiVO4/rGO/NiFe-LDH光阳极的合成示意图。

Figure 2. 该工作中合成样品的SEM图：（a）BiVO4，（b）BiVO4/rGO，（c）BiVO4/rGO/NiFe-LDH（0.05C），（d）EDS谱。

Figure 3.（a）BiVO4，BiVO4/rGO，BiVO4/rGO/NiFe-LDH（0.05C）光阳极的XRD图，（b）GO, rGO, BiVO4, BiVO4/rGO的Raman谱。

Figure 4. （a）BiVO4和 BiVO4/rGO的光电流密度，（b）BiVO4/rGO/NiFe-LDH在不同LDH沉积量下的光电流密度，（c）不同光阳极的起始电位，（d）不同光阳极的光电流密度。

Figure 5. BiVO4，BiVO4/rGO，BiVO4/rGO/NiFe-LDH（0.05C）光阳极的Mott-Schottky曲线。

Figure 6. （a）BiVO4，BiVO4/rGO，BiVO4/rGO/NiFe-LDH（0.05C）光阳极的电化学阻抗谱，（b）三元光阳极在光照下的IMPS图。

该研究工作由广西大学的孙建华研究团队于2019年发表在Dalton Transactions期刊上。原文：An integrating photoanode consisting of BiVO4, rGO and LDH for photoelectrochemical water splitting（DOI: 10.1039/C9DT01819K）。