研究目的
研究等离子体Bi纳米颗粒负载的rGO/BiVO4阳极在光电化学(PEC)水分解中的应用。
研究成果
Bi-rGO/BiVO4复合光阳极在1.23 V电位下展现出最佳光电流密度6.05 mA/cm2（优于BiVO4和Bi-BiVO4），并在0.61 V电位下实现2.34%的太阳能制氢效率。还原氧化石墨烯(rGO)增强了Bi纳米颗粒(BiNPs)的表面等离子体共振效应，该复合材料的优异光电化学活性源于BiNPs提升载流子浓度与rGO增强载流子迁移率的协同作用。
研究不足
该研究聚焦于通过引入Bi-rGO来提升PEC活性，但未深入探讨光阳极在工业应用中的长期稳定性和可扩展性。
1：实验设计与方法选择：
本研究合成了BiNPs修饰的BiVO4/rGO光阳极用于光电化学水分解。rGO表面提升了BiNPs的化学稳定性和等离子体行为。
2：样品选择与数据来源：
实验材料包括醋酸铋、三水合硝酸铋、乙酸、硼氢化钠、乙醇、浓硫酸、石墨粉、硝酸钠、高锰酸钾、过氧化氢、乙酰丙酮、乙酰丙酮氧钒、盐酸。
3：实验设备与材料清单：
岛津UV-3600紫外-可见光谱仪，帕纳科XpertPRO X射线衍射仪，场发射扫描电镜（蔡司supra 40），高分辨透射电镜（FEI TECNAI G-2），LOT-Oriel 150W氙灯线性扫描伏安测试系统，Autolab PGSTAT 302 N计时电流法及电化学阻抗测试系统，Oriel IQE-200入射光子-电子转换效率测试仪，Trace-1310气相色谱仪用于氢气定量。
4：实验流程与操作步骤：
采用化学还原法制备BiNPs，Hummer法制备rGO。光电极通过滴涂法制备。光电化学测试在0.1 M Na2SO4溶液的三电极体系中进行。
5：1 M Na2SO4溶液的三电极体系中进行。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：实验数据分析采用仪器配套的统计技术和软件工具。
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Shimadzu UV-3600
UV-3600
Shimadzu
Collecting UV-Vis spectra for synthesized photoanodes
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PANalytical XpertPRO
XpertPRO
PANalytical
Recording powder X-ray diffraction (XRD) to confirm phase purity and presence of constituent materials
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FESEM
Zeiss supra 40
Zeiss
Measuring surface morphologies of the samples
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HR-TEM
TECNAI G-2 FEI
FEI
Collecting HR-TEM images
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Autolab PGSTAT 302 N
PGSTAT 302 N
Autolab
Performing chronoamperometric (I-t) studies, electrochemical impedance spectroscopic (EIS) and cyclic voltammograms (CV) studies
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LOT-Oriel
150 W Xe
LOT-Oriel
Performing linear sweep voltammetric (I-V) studies
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Oriel IQE-200
IQE-200
Oriel
Performing incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) data
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Trace-1310 GC
Trace-1310
GC
Quantifying hydrogen gas
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