内蒙古大学化学化工学院王蕾研究员课题组在Angew. Chem. Int. Ed.上发表最新研究成果

近日，内蒙古大学化学化工学院王蕾研究员课题组在半导体抗光腐蚀研究方面取得新进展，在Angew. Chem. Int. Ed.上发表钝化层/氧空位助力BiVO4抗光腐蚀研究论文“Stable Co-Catalyst-Free BiVO4 Photoanodes with Passivated Surface States for Photocorrosion Inhibition” 。内蒙古大学为论文第一作者和通讯作者单位，2019级硕士研究生高瑞廷为第一作者，王蕾研究员为通讯作者。 

BiVO₄半导体因其具有2.4 eV的合适带隙宽度，良好的光吸收性能以及适合的低电位下进行水氧化的导带位置，成为太阳能光电催化（PEC）制氢领域的重要材料之一。然而，BiVO₄材料的表面和体相复合，严重影响了光生电荷传输，使其受限PEC性能低于理论值；同时，也影响了光腐蚀，使其无法适用长期光解水反应。通常采用表面助催化剂修饰，提高半导体电荷分离效率，抑制电荷二次复合，加速表面反应动力学。王蕾研究员课题组首次报道了通过改善材料制备工艺以及恒电位光极化测试方法，有效提高了BiVO₄活性及稳定性。无助催化剂修饰下的BiVO₄在1.23 VRHE电压下获得4.60 mA cm^-2的光电流。更为显著的是，半导体在间歇性测试下可以达到100小时的稳定性，表现出超强的“自愈”特性。电化学测试结果表明，半导体表界面产生的氧空位和钝化层协助作用有效减小了半导体电子-空穴复合，提高表面水氧化动力学，进一步抑制光腐蚀。 

以上工作得到国家自然科学基金(51802320, 21965024)和内蒙古大学人才启动基金(21300-5195102)等项目的支持。该工作是继今年1月首次发表论文后，课题组工作再次登上该期刊。