中國粉體網(wǎng)訊  內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王蕾研究員課題組近日在國際知名期刊ACS Catalysis(美國化學(xué)學(xué)會(huì)催化期刊)上發(fā)表最新科研成果：釔調(diào)控鎳鐵層狀氫氧化物電子結(jié)構(gòu)增強(qiáng)半導(dǎo)體光電催化性能。該研究結(jié)果是國內(nèi)稀土元素?fù)诫s水滑石類電催化劑方面取得的新進(jìn)展，得到國家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持。

據(jù)介紹，水滑石類材料是由帶正電荷的主體層板和層間陰離子通過非共價(jià)鍵組裝而成的化合物，具有合成方法簡單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于光電催化等領(lǐng)域，而析氧反應(yīng)中因其四電子轉(zhuǎn)移過程和緩慢的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)使得電催化反應(yīng)受到一定限制。因此，進(jìn)一步將其作為助催化劑修飾到半導(dǎo)體上時(shí)，會(huì)影響光電催化反應(yīng)中電子空穴傳輸，從而導(dǎo)致在半導(dǎo)體內(nèi)部和表界面發(fā)生電荷的二次復(fù)合。鑒于此，如何設(shè)計(jì)高活性的水滑石基助催化劑材料提高半導(dǎo)體光電催化性能成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。

王蕾科研團(tuán)隊(duì)通過使用一步水熱法制備了鐵鎳釔三金屬水滑石材料。釔元素的引入不僅改變了催化劑的材料結(jié)構(gòu)，而且提高了其導(dǎo)電性，加強(qiáng)了金屬元素之間的相互作用增強(qiáng)了活性。數(shù)據(jù)證明，這種助催化劑修飾到BiVO4半導(dǎo)體后，進(jìn)一步提高了半導(dǎo)體內(nèi)部的電荷傳輸，提高表了面水氧化動(dòng)力學(xué)。優(yōu)化條件下的鐵鎳釔BiVO4半導(dǎo)體在1.23 VRHE電壓下獲得5.20 mA cm-2的光電流密度，在0.8 VRHE下達(dá)到近25小時(shí)的穩(wěn)定性。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/Betty）

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