p-n异质结BiVO4/g-C3N4光阳极的制备及其光电化学水解性能

钒酸铋(BVO)可用于光电化学(PEC)水解产氢,但受限于其缓慢的表面水氧化动力学,在电极表面修饰单一的析氧助催化剂达不到理想的性能.本工作在BVO电极表面修饰FeNiOx助催化剂可以显著降低起始电压,增强光电化学性能.此外,沉积g-C3N4后修饰FeNiOx助催化剂得到的光电极具有更优异的性能.厚度适合的g-C3N4纳米片与BVO构成Ⅱ型p-n异质结,有效抑制了光生电子空穴的复合,促进了电极的电荷分离.电化学测试结果表明,沉积了g-C3N4后,电极的电荷分离效率达到88.2％,比BVO/FeNiOx(60.6％)提升了近1.5倍.经过g-C3N4和FeNiOx协同修饰的BVO/g-C3N4/FeNiOx电极,表面电荷注入效率达到了90.2％,同时,在1.23 V(vs.RHE)条件下光电流密度达到4.63 mA·cm-2,是纯BVO(1.86 mA·cm-2)的2.48倍.本工作为开发制备高性能光阳极提供了一种有效的策略.