近日，化工學(xué)院周樹(shù)鋒教授團(tuán)隊(duì)在光電催化(PEC)水分解應(yīng)用領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)成果“Performance enhancement of hematite photoanode with oxygen defects for water splitting”以論文形式發(fā)表于Chemical Engineering Journal期刊。該論文第一作者為化工學(xué)院老師肖靜冉，通訊作者為化工學(xué)院周樹(shù)鋒教授。

    Chemical Engineering Journal是國(guó)際化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域較有影響力的期刊之一，為SCI一區(qū)期刊，影響因子為10.652。

    α-Fe2O3具備優(yōu)良的半導(dǎo)體性質(zhì)，在PEC水分解領(lǐng)域的應(yīng)用潛力很大。探索提升α-Fe2O3光陽(yáng)極的PEC性能的技術(shù)路線(xiàn)一直是相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。該論文提出了一條簡(jiǎn)易高效的性能改進(jìn)路線(xiàn)。具體來(lái)講，以水熱合成的Ti摻雜α-Fe2O3 (Ti:α-Fe2O3)納米棒結(jié)構(gòu)光陽(yáng)極出發(fā)，通過(guò)甲醇溶劑熱法在Ti:α-Fe2O3中引入氧空位，提升載流子濃度，促進(jìn)電荷分離。由于表面氧空位被OH-官能團(tuán)占據(jù)，材料的表面親水性顯著增強(qiáng)，抑制了表面電荷復(fù)合，最終實(shí)現(xiàn)光電流的顯著提升。而且，提高溶劑熱溫度可以引入更多氧空位，并且調(diào)節(jié)表面電荷復(fù)合速率，從而平衡光電流密度和開(kāi)啟電壓。另外，通過(guò)稀鹽酸水熱法可在α-Fe2O3表面引入另一種氧缺陷，由表面吸附氧占據(jù)。表面氧缺陷的存在不僅提升了表面態(tài)位置使開(kāi)啟電壓降低，而且提升表面態(tài)中電荷轉(zhuǎn)化速率，一定程度上提升光電流。

    論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720322919

（編輯：吳江輝）