文獻(xiàn)獎勵丨昆明理工大學(xué)：劉鵬憑借使用我們MC鎂瑞臣的產(chǎn)品，發(fā)表了最新光催化研究成果！

發(fā)表期刊：Materials Today Chemistry

文章題目：Construction of MXene-BiVO4-FeOOH composite photoanode withultra-low onset potential: performance, DFT calculation and mechanism

第一作者：劉鵬

通訊作者：Rui Bao，Jianhong Yi，Heng Zhao

發(fā)表單位：昆明理工大學(xué)

實驗方向：光催化

影響因子：8.301

本文要點

協(xié)同增強載流子分離-傳輸并加速水氧化動力學(xué)是提升光陽極電流密度的有效途徑。本研究通過在BiVO4中循環(huán)伏安（CV）沉積Ti3C2Tx MXene導(dǎo)電框架以促進(jìn)載流子分離-傳輸，并通過原位自水解沉積含氧空位的FeOOH以加速水氧化動力學(xué)。預(yù)測結(jié)果顯示，所構(gòu)建的MXene-BiVO4-FeOOH復(fù)合光陽極展現(xiàn)出令人印象深刻的電流密度（4.95 mA/cm²，1.23 V vs. RHE），是原始BiVO4的4.1倍，同時具有超低起始電位和高穩(wěn)定性。這一顯著提升歸因于MXene導(dǎo)電框架避免了載流子復(fù)合，緊密了BiVO4與FeOOH的界面，且含氧空位的FeOOH改善了H2O的吸附以加速水氧化動力學(xué)。本研究展示了構(gòu)建高效穩(wěn)定光陽極的成功方法，并拓寬了MXene在光電催化中的應(yīng)用。

前言

過去幾十年加速的工業(yè)化導(dǎo)致的能源危機和環(huán)境污染促使人類減少對化石能源的依賴，而氫氣因其環(huán)保性、可再生性和高能量密度被視為理想的候選能源。光電催化（PEC）水分解是一種通過半導(dǎo)體將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并產(chǎn)生氫氣的迷人方法，避免了使用昂貴的鉑作為工作電極。BiVO4作為一種窄帶隙n型半導(dǎo)體，具有可見光響應(yīng)、低毒性、有利的帶結(jié)構(gòu)和地球豐度高等優(yōu)點，但其內(nèi)部和電極-電解質(zhì)界面處的快速電子-空穴復(fù)合以及遲緩的水氧化動力學(xué)導(dǎo)致其光電流密度顯著低于理論值。盡管已有許多創(chuàng)新方法如晶面工程、納米化、摻雜和異質(zhì)結(jié)構(gòu)建等被嘗試，但同時克服這兩個挑戰(zhàn)的研究并不多見。Ti3C2Tx MXene作為一種具有優(yōu)異導(dǎo)電性、豐富表面終止基團(tuán)和獨特平面形態(tài)的二維材料，在鋰離子電池、超級電容器和電催化等領(lǐng)域已被廣泛研究。本研究通過CV沉積在BiVO4中均勻分散剝離的MXene納米片，構(gòu)建了用于電子傳輸?shù)幕ヂ?lián)通道，并通過原位自水解引入含氧空位的FeOOH以促進(jìn)空穴分離和加速電極-電解質(zhì)界面的氧化動力學(xué)。

論文第一作者為：劉鵬

論文通訊作者為：昆明理工大學(xué)

本文使用設(shè)備

結(jié)果與討論

形態(tài)分析：SEM和TEM圖像顯示，MXene成功沉積在BiVO4表面，且FeOOH以超薄層形式分布在BiVO4上。

晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)狀態(tài)分析：XRD和XPS結(jié)果表明，復(fù)合樣品的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)狀態(tài)與預(yù)期一致，且FeOOH中存在氧空位。

PEC性能：BTF5樣品展現(xiàn)出最高的光電流密度（4.95 mA/cm²，1.23 V vs. RHE）和最低的起始電位，其應(yīng)用偏置光電轉(zhuǎn)換效率（ABPE）和載流子分離效率也顯著提高。

MXene和FeOOH的作用：DFT計算表明，MXene作為電子受體促進(jìn)了載流子分離，增強了BiVO4的表面活性，而含氧空位的FeOOH改善了H2O的吸附，加速了水氧化動力學(xué)。

能帶結(jié)構(gòu)分析：MXene的引入通過能帶對齊和內(nèi)置電場降低了起始電位，并促進(jìn)了電子向MXene的轉(zhuǎn)移。

全文小結(jié)

本研究成功構(gòu)建了MXene-BiVO4-FeOOH復(fù)合光陽極，通過協(xié)同效應(yīng)實現(xiàn)了超低起始電位、顯著的光電流密度和高穩(wěn)定性。這一工作為MXene在光電催化中的多樣化應(yīng)用提供了新的見解和設(shè)計指南。

#文獻(xiàn)速遞丨3月份光催化領(lǐng)域高熱度文章轉(zhuǎn)載

#MC鎂瑞臣2024年1月熱門文獻(xiàn)匯總

END

北京鎂瑞臣科技有限公司（簡稱MC鎂瑞臣）創(chuàng)立于2018年3月，總部位于北京市海淀區(qū)百旺弘祥科技產(chǎn)業(yè)園，公司集科研儀器研發(fā)制造、銷售、服務(wù)于一體，以光催化行業(yè)為經(jīng)營主線，致力于環(huán)境清潔、新能源、新材料、碳中和縱向深入發(fā)展和橫向拓展并行的高科技企業(yè)。具有中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證和國家高新技術(shù)企業(yè)資質(zhì)，企業(yè)信用評級AAA級企業(yè)認(rèn)證，ISO9001質(zhì)量管理體系質(zhì)量認(rèn)證及多項實用新型和發(fā)明專利。

公司在光催化實驗設(shè)備技術(shù)研發(fā)方面不斷攻克技術(shù)難題，為光催化降解污染物、光解水制氫制氧或全解水、光催化二氧化碳還原、光催化合成氨（固氮）、光催化降解VOC、甲醛等實驗提供運行更穩(wěn)定、操作更便捷的實驗設(shè)備整體解決方案。目前業(yè)務(wù)遍及全國，為淮北師范大學(xué)、清華大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、華東理工大學(xué)、武漢大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、東北師范大學(xué)、福州大學(xué)、中科院物理研究所等科研機構(gòu)提供了周到滿意的服務(wù)，贏得了良好口碑。

MC鎂瑞臣立志于在光催化行業(yè)深耕細(xì)作厚積薄發(fā)，用品牌和服務(wù)成就每一個應(yīng)該成功的人，愿成為您科研路上最真誠的伙伴！

產(chǎn)品推薦