当前位置: 首页>>新闻中心>>科研进展>>正文

Co4O4立方烷分子催化剂用于高效光电催化分解水

时间:2017-06-27 15:59来源: 作者: 点击:

 

光(电)催化分解水制氢是实现太阳能转换的一条理想途径。作为水分解反应的两个半反应之一,高效催化水氧化一直以来是水分解体系的瓶颈所在。基于过渡金属配合物的小分子水氧化催化剂凭借其高活性、结构明确以及性能易于调控等优势,在含有电子牺牲受体的产氧半反应体系中展现出优异的光催化性能,然而该类催化剂很少用于和产氢相耦合的全分解水体系,而构建光电化学电池是实现不依赖于电子牺牲试剂的太阳能转换的重要手段。

    最近,精细化工国家重点实验室孙立成团队的李斐副教授在该领域取得重要进展。他们制备了一种具有良好吸附特性和光吸收特性的多孔BiVO4薄膜(ACS Catalysis 2017, 7, 1868-1874)并对Co4O4立方烷水氧化催化剂进行了系统的结构优化,发现将含有烷氧基羧酸配体的立方烷钴配合物通过疏水作用吸附于多孔BiVO4光阳极表面所制备的杂合光电极在1.23 V vs. RHE)的光电流密度达到5 mA∙cm−2AM 1.5100 mW∙cm−2, 高于之前文献报道的所有未经掺杂的BiVO4基光阳极。该杂合电极展现出优异的稳定性,太阳能转化效率为1.84%,催化产氧法拉第效率达到98%。电化学阻抗和电极表面电荷分离效率测试表明,钴基分子催化剂的引入极大地降低了BiVO4膜的界面电阻,显著增强了光生空穴向溶液的注入。该研究有助于深入理解分子/半导体界面性质,拓展了分子催化剂在可再生能源领域的应用,相关成果发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 6911-6915. 该论文的第一作者为博士研究生王勇。

 

 

------分隔线----------------------------