on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">钒酸铋(BiVO4)作为光电化学水分解的光阳极材料一直很有前景，其短电荷扩散长度引起的电荷复合问题引起了人们对异质结构光阳极的极大关注。二氧化钛(TiO2)由于其相对正的价带边缘和低电导率而不是理想的BiVO4的空穴阻挡层。在此，首尔国立大学Ho Won Jang课题组提出了一种TiO2纳米结构的晶面工程来调控能带结构，以作为BiVO4纳米点的空穴阻挡层。
研究人员设计了两种类型的TiO2纳米结构，分别是具有(001)和(110)晶面的纳米棒(NRs)和纳米花(NFs)，并构建了BiVO4/TiO2异质结构光阳极。在TiO2纳米结构表面共形电沉积BiVO4纳米点后，BiVO4/TiO2 NFs的光电流密度是TiO2 NFs的4.7倍；而BiVO4/TiO2 NRs的光电流(0.35 mA cm-2，1.23 V vs. RHE)明显低于TiO2 NRs(0.91 mA cm-2，1.23 V vs. RHE)，并且BiVO4/TiO2 NRs在390 nm波长下1.23 VRHE处的IPCE显着降低至22%，这表明在TiO2 NRs上引入BiVO4后有大量的电荷复合。电荷载流子动力学分析表明，这种差异是由晶面工程TiO2的电荷分离能力造成的；紫外光电子能谱(UPS)显示TiO2纳米结构的带边缘位置显着依赖于它们的晶面，由于具有(110)面的TiO2 NFs具有相对负的带边缘，作为空穴阻挡层，它们与BiVO4纳米点形成II型异质结。此外，由于纳米结构TiO2上BiVO4电沉积的趋势不同，TiO2的初始面对BiVO4/TiO2的最终结构具有决定性的影响。总之，晶面工程在影响电荷分离和确定光活性方面起着关键作用，该发现提供了一种可行的途径来调整各种金属氧化物，以用作理想的太阳能水分解的光电极。Crystal Facet Engineering of TiO2 Nanostructures for Enhancing Photoelectrochemical Water Splitting {attr}3187{/attr} BiVO4 Nanodots. Nano-Micro Letters, 2022. DOI: 10.1007/s40820-022-00795-8
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