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    我?;瘜W化工學院王蕾研究員課題組在Angew. Chem. Int. Ed.上發表最新研究成果

    近日,我?;瘜W化工學院王蕾研究員課題組在半導體抗光腐蝕研究方面取得新進展,在Angew. Chem. Int. Ed.上發表鈍化層/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” (論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202010908)。內蒙古大學為論文第一作者和通訊作者單位,我校2019級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行水氧化的導帶位置,成為太陽能光電催化(PEC)制氫領域的重要材料之一。然而,BiVO4材料的表面和體相復合,嚴重影響了光生電荷傳輸,使其受限PEC性能低于理論值;同時,也影響了光腐蝕,使其無法適用長期光解水反應。通常采用表面助催化劑修飾,提高半導體電荷分離效率,抑制電荷二次復合,加速表面反應動力學。王蕾研究員課題組首次報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,半導體在間歇性測試下可以達到100小時的穩定性,表現出超強的“自愈”特性。電化學測試結果表明,半導體表界面產生的氧空位和鈍化層協助作用有效減小了半導體電子-空穴復合,提高表面水氧化動力學,進一步抑制光腐蝕。

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

    通訊作者簡介:王蕾,“駿馬計劃”B1崗研究員,2010年畢業于北京科技大學,獲得材料學博士學位。2007-2010年日本物質材料研究所聯合培養博士。2010-2016年先后在加拿大西安大略大學,德國埃爾朗根-紐倫堡大學開展博士后研究工作。2016-2018年在中國科學院蘭州化學物理研究所工作,2018年12月至今在內蒙古大學化學化工學院獨立開展工作,入選自治區“草原英才”工程及自治區杰出青年培育計劃。研究團隊自2019年1月成立,已發表內蒙古大學第一單位SCI一區論文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

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