研究目的
研究含等离子体银的V2O5纳米带束的合成与表征,及其在可见光照射下的光电化学水分解性能。
研究成果
该研究成功合成了具有均匀形貌的V2O5纳米棒束(NBBs),并引入等离激元银纳米线(Ag NWs)以增强光电化学(PEC)水分解活性。添加甲醇作为空穴捕获剂显著提高了光电流。在KOH和甲醇体系中,含等离激元银的V2O5 NBBs实现了最低的电荷转移阻抗和最高的光电流密度,展现出优异的水分解活性。未来研究将聚焦于提升光阳极的长期稳定性。
研究不足
该研究承认V2O5纳米结构导电性差和析氧反应动力学缓慢的局限性。此外,所获得的光电流相对较低,表明光电解活性和稳定性仍有改进空间。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用室温水溶液技术合成五氧化二钒纳米带束(NBBs),并引入等离子体银纳米线(NWs)以增强光电化学(PEC)水分解活性。
2:样品选择与数据来源:
以商业五氧化二钒粉末为原料合成V2O5 NBBs,等离子体Ag NWs单独制备后与V2O5 NBBs混合制成光阳极。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨TEM(HR-TEM)、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱仪(XPS)及PEC测试用恒电位仪。材料包含硝酸银(AgNO3)、氯化铜(CuCl2)、氯化钠(NaCl)、偏钒酸铵(NH4VO3)、乙醇(C2H5OH)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氢氧化钠、丙酮(C3H6O)及乙二醇(EG)。
4:3)、氯化铜(CuCl2)、氯化钠(NaCl)、偏钒酸铵(NH4VO3)、乙醇(C2H5OH)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氢氧化钠、丙酮(C3H6O)及乙二醇(EG)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:V2O5 NBBs合成通过室温搅拌V2O5粉末于2 M NaCl溶液实现;等离子体Ag NWs采用多元醇法制备;光阳极通过旋涂Ag NWs与V2O5 NBBs混合物至ITO导电玻璃基底制得;PEC水分解活性测试在含/不含甲醇(空穴捕获剂)的0.1 M KOH电解液中进行。
5:1 M KOH电解液中进行。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用XRD、SEM、TEM、HR-TEM、紫外-可见分光光度计及XPS表征材料的晶体结构、形貌、光学特性及化学组成;通过电化学阻抗谱(EIS)、塔菲尔分析、循环伏安法(C-V)、线性扫描伏安法(I-V)及电流-时间安培分析法评估PEC活性。
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