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內(nèi)蒙古大學(xué)王蕾研究員課題組在Angew. Chem. Int. Ed.上發(fā)表最新研究成果

來源:內(nèi)蒙古大學(xué)      2020-09-17
導(dǎo)讀:近日,內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王蕾研究員課題組在半導(dǎo)體抗光腐蝕研究方面取得新進(jìn)展,在Angew. Chem. Int. Ed.上發(fā)表鈍化層/氧空位助力BiVO4抗光腐蝕研究論文“Stable Co-Catalyst-Free BiVO4 Photoanodes with Passivated Surface States for Photocorrosion Inhibition”。內(nèi)蒙古大學(xué)為論文第一作者和通訊作者單位,我校2019級(jí)碩士研究生高瑞廷為第一作者,王蕾研究員為通訊作者。


BiVO4半導(dǎo)體因其具有2.4 eV的合適帶隙寬度,良好的光吸收性能以及適合的低電位下進(jìn)行水氧化的導(dǎo)帶位置,成為太陽能光電催化(PEC)制氫領(lǐng)域的重要材料之一。然而,BiVO4材料的表面和體相復(fù)合,嚴(yán)重影響了光生電荷傳輸,使其受限PEC性能低于理論值;同時(shí),也影響了光腐蝕,使其無法適用長期光解水反應(yīng)。通常采用表面助催化劑修飾,提高半導(dǎo)體電荷分離效率,抑制電荷二次復(fù)合,加速表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。王蕾研究員課題組首次報(bào)道了通過改善材料制備工藝以及恒電位光極化測試方法,有效提高了BiVO4活性及穩(wěn)定性。無助催化劑修飾下的BiVO4在1.23 VRHE電壓下獲得4.60 mA cm-2的光電流。更為顯著的是,半導(dǎo)體在間歇性測試下可以達(dá)到100小時(shí)的穩(wěn)定性,表現(xiàn)出超強(qiáng)的“自愈”特性。電化學(xué)測試結(jié)果表明,半導(dǎo)體表界面產(chǎn)生的氧空位和鈍化層協(xié)助作用有效減小了半導(dǎo)體電子-空穴復(fù)合,提高表面水氧化動(dòng)力學(xué),進(jìn)一步抑制光腐蝕。

以上工作得到國家自然科學(xué)基金(51802320, 21965024)和內(nèi)蒙古大學(xué)人才啟動(dòng)基金(21300-5195102)等項(xiàng)目的支持。該工作是繼今年1月首次發(fā)表論文后,課題組工作再次登上該期刊。

通訊作者簡介:王蕾,“駿馬計(jì)劃”B1崗研究員,2010年畢業(yè)于北京科技大學(xué),獲得材料學(xué)博士學(xué)位。2007-2010年日本物質(zhì)材料研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士。2010-2016年先后在加拿大西安大略大學(xué),德國埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)開展博士后研究工作。2016-2018年在中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所工作,2018年12月至今在內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院獨(dú)立開展工作,入選自治區(qū)“草原英才”工程及自治區(qū)杰出青年培育計(jì)劃。研究團(tuán)隊(duì)自2019年1月成立,已發(fā)表內(nèi)蒙古大學(xué)第一單位SCI一區(qū)論文8篇,包括Angew. Chem. Int. Ed.(2篇), ACS Catal., J. Mater. Chem. A (4篇)和ACS Appl. Mater. Interface。

課題組主頁:https://www.x-mol.com/groups/imu_wanglei

        論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202010908

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