基于溶液化学策略构建背接触FTO/赤铁矿光阳极界面工程的高效光催化水氧化

本文采用一种简单、有效的规模化溶液化学策略,在基底(如商用氟掺杂氧化锡透明导电涂层玻璃(FTO))和光活性薄膜(如赤铁矿)之间形成丰富的背接触界面,并用于低成本水氧化反应.高分辨率电子显微镜(扫描电镜、透射电镜、扫描透射电镜)、原子力显微镜、元素成像(电子能量损失谱和能量色散谱)和光电化学研究表明,可通过前驱体溶液的化学成分工程来有效降低机械应力、晶格失配、电子势垒和FTO与赤铁矿在背面接触界面之间的空隙以及FTO与电解液之间的短路和有害反应,进而提升这些低成本光阳极对水氧化反应以及PEC水分解清洁、可持续地生产氢气的整体效率.本研究对通过最小化在介孔电极的背接触界面和晶粒边界上的电子-空穴复...

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Published in催化学报 Vol. 43; no. 5; pp. 1247 - 1257
Main Authors Karen Cristina Bedin, Beatriz Mouri?o, Ingrid Rodríguez-Gutiérrez, Jo?o Batista Souza Junior, Gabriel Trindade dos Santos, Jefferson Bettini, Carlos Alberto Rodrigues Costa, Lionel Vayssieres, Flavio Leandro Souza
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 巴西能源和材料研究中心, 国家纳米技术实验室, 坎皮纳斯, 巴西 2022
ABC联邦大学, 自然和人文科学中心, 圣安德烈, 巴西%巴西能源和材料研究中心, 国家纳米技术实验室, 坎皮纳斯, 巴西%巴西能源和材料研究中心, 国家纳米技术实验室, 坎皮纳斯, 巴西
南里奥格兰德联邦大学, 南里奥格兰德, 巴西%西安交通大学能源与电力工程学院, 电力工程多相流国家重点实验室, 可再生能源国际研究中心(IRCRE),陕西西安710049, 中国
Subjects
水氧化
氧化铁
Iron oxide
光阳极
Surface engineering
表面工程
Water oxidation
纳米结构
Nanostructure
Photoanode
Chemical synthesis
化学合成
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Summary:本文采用一种简单、有效的规模化溶液化学策略,在基底(如商用氟掺杂氧化锡透明导电涂层玻璃(FTO))和光活性薄膜(如赤铁矿)之间形成丰富的背接触界面,并用于低成本水氧化反应.高分辨率电子显微镜(扫描电镜、透射电镜、扫描透射电镜)、原子力显微镜、元素成像(电子能量损失谱和能量色散谱)和光电化学研究表明,可通过前驱体溶液的化学成分工程来有效降低机械应力、晶格失配、电子势垒和FTO与赤铁矿在背面接触界面之间的空隙以及FTO与电解液之间的短路和有害反应,进而提升这些低成本光阳极对水氧化反应以及PEC水分解清洁、可持续地生产氢气的整体效率.本研究对通过最小化在介孔电极的背接触界面和晶粒边界上的电子-空穴复合,进而提高电荷收集效率具有重要意义,可提高低成本PEC水裂解装置的整体效率和规模化的能力.
ISSN:0253-9837
DOI:10.1016/S1872-2067(21)63973-6