研究目的
研究高效纳米结构BiVO4光阳极在高温一步法合成中的水氧化性能，重点分析结构特性对性能的影响，并提供一种可扩展的制备方法。
研究成果
高温一步合成法能快速制备具有可控孔隙率和形貌的纳米结构BiVO4光阳极。当孔隙率为46%、厚度为400纳米时性能最佳，在添加助催化剂条件下可实现1.5 mA cm-2的亚硫酸盐氧化光电流密度和1.0 mA cm-2的水氧化光电流密度。该研究为结构-活性关系提供了新见解，并给出了一种可扩展、低成本的高效太阳能水分解方法，同时对未来形态优化研究和商业应用提出了建议。
研究不足
本研究仅限于通过火焰喷雾热解法合成的BiVO4光阳极，未探索其他合成方法或材料。工业规模的可扩展性及实际运行条件下的长期稳定性尚未充分解决。潜在优化方向包括进一步调整合成参数及与其他催化体系的集成。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用火焰喷雾热解法（FSP）合成BiVO4纳米颗粒气溶胶，并直接热泳沉积于FTO基底。这种高温自组装方法可实现快速制备并控制形貌。
2：样品选择与数据来源：
通过调节燃烧器高度（HAB）和沉积时间，合成了孔隙率分别为12%、46%和80%的BiVO4薄膜。对照样品采用火焰合成粉末滴涂法制备。
3：2%、46%和80%的BiVO4薄膜。对照样品采用火焰合成粉末滴涂法制备。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括定制FSP喷嘴、注射泵、氧气与甲烷气源、FTO玻璃基底、煅烧炉、扫描电镜（Zeiss Ultraplus）、透射电镜（JEOL 2100F）、X射线衍射仪（Bruker D2 Phaser）、拉曼光谱仪（Renishaw inVia Reflex）、紫外-可见分光光度计（Perkin-Elmer Lambda 1050）、电化学工作站（CHI 660E）、配备AM 1.5G滤光片的氙灯。材料包括2-乙基己酸铋(III)、环烷酸氧钒、甲苯、2-乙基己酸、FeSO4·7H2O、NiSO4、Na2SO3、硼酸钾缓冲液。
4：0）、电化学工作站（CHI 660E）、配备AM 5G滤光片的氙灯。材料包括2-乙基己酸铋(III)、环烷酸氧钒、甲苯、2-乙基己酸、FeSO4·7H2O、NiSONa2SO硼酸钾缓冲液。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：前驱体溶液经雾化燃烧后，在特定HAB和时间下将纳米颗粒沉积于FTO；薄膜经煅烧处理；部分样品通过光电沉积修饰FeOOH/NiOOH助催化剂；采用SEM、TEM、XRD、拉曼、紫外-可见光谱进行表征；在三电极池中以亚硫酸盐和水氧化为体系进行光电化学测试。
5：数据分析方法：
通过循环伏安法测定电化学活性表面积，Mott-Schottky分析载流子密度，电化学阻抗谱测量电阻，IPCE测试并结合EC-Lab等软件拟合分析。
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获取完整内容-
Scanning Electron Microscope
Ultraplus
Zeiss
Used for investigating the morphology of BiVO4 photoanodes.
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Transmission Electron Microscope
2100F
JEOL
Used for TEM analysis of nanostructures.
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X-ray Diffractometer
D2 Phaser
Bruker
Used for recording XRD patterns of BiVO4 films.
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UV-Vis Spectrophotometer
Lambda 1050
Perkin-Elmer
Used for measuring UV-Vis absorption spectra.
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Thermometer
Testo 925
Testo
Used to measure temperature during aerosol deposition.
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Raman Spectrometer
inVia Reflex
Renishaw
Used for collecting Raman spectra.
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Potentiostat
CHI 660E
Used for electrochemical and photoelectrochemical measurements.
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Xenon Lamp
LCS-100
NewSpec
Used as a light source for photoelectrochemical experiments.
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Monochromator
Cornerstone 130 1/8
Oriel
Used for IPCE measurements.
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Filter Wheel
USFW-100
Newport
Used to block higher order diffraction in IPCE measurements.
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Syringe Pump
Used to feed the precursor solution in the FSP setup.
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FTO Glass Substrate
PV-TECH
Used as the substrate for BiVO4 film deposition.
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