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钼掺杂和NiFe-LDH助催化剂对PEC水氧化效率的影响

DOI:10.1016/j.jcis.2018.12.069 期刊:Journal of Colloid and Interface Science 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:23:52
摘要: 掺杂的BiVO4表面修饰了NiFe层状双氢氧化物(LDH)纳米片,构建出一种集成式光阳极以提升太阳能光电化学(PEC)水分解效率——这是解决能源?;突航饣剂先忌盏贾禄肪澄廴镜亩芯靠翁?。所制备的光阳极对可见光响应迅速,光电流密度显著增强,并较BiVO4表现出明显的阴极偏移。此外,该光阳极的入射光子-电流转换效率(IPCE)实测值与文献报道相当。通过对比理论计算值,测定了氧气析出量并获得了产氧的法拉第效率。性能提升归因于载流子浓度增加、光生电子-空穴的有效分离以及电极表面积累的光生空穴的消耗,这一结论已通过电化学阻抗谱(EIS)和强度调制光电流谱(IMPS)得到证实。该工作为设计高效低成本光阳极提供了可行方案。
作者: Jian Guo,Xiaojun Yang,Shouli Bai,Xu Xiang,Ruixian Luo,Jing He,Aifan Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

通过构建集成光阳极(在掺杂BiVO4上修饰NiFe-LDH纳米片)来提高太阳能光电化学(PEC)水分解效率,以应对化石燃料燃烧引发的能源?;突肪澄廴疚侍?。

掺杂钼的BiVO4与NiFe-LDH三元复合光阳极显著提升了光电化学水氧化性能,表现为光电流密度增加、起始电位阴极偏移、IPCE值提高以及稳定性改善。这种增强源于掺杂与助催化的协同效应,提高了载流子浓度和电荷分离效率。该研究为高效低成本光阳极提供了可行方案,并为后续优化及应用规?;芯恐该髁朔较颉?/p>

该研究仅限于特定电解质条件(0.1 M Na2SO4,pH 7)下的实验室规模实验。潜在优化方向包括扩大规模以实现实际应用、探索其他掺杂剂或助催化剂,以及将长期稳定性提升至8000秒以上。NiFe-LDH的过度沉积可能影响性能,表明需要精确控制。

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