外磁场，助力一篇JACS！
学术
2024-12-08 20:19
上海
光电化学分解水是具有前景的制氢技术，但是光电化学分解水的性能受限于载流子复合以及水氧化反应动力学缓慢的问题。虽然人们开发了许多策略解决这个问题，包括元素掺杂、形貌调控、异质结结构、催化剂调控等策略，但是还未曾研究外磁场（MFs）调控催化反应或者调控载流子动力学。有鉴于此，南开大学罗景山教授、伦敦帝国理工学院James Robert Durrant教授、阿利坎特大学Néstor Guijarro等报道首次以BiVO4作为代表性的光电极，通过覆盖一层超薄铁磁材料Fe2TiO5，并且与外电场（MF）结合，显著增强光催化水氧化性能。要点1. 通过电荷传输和瞬态吸收光谱表征，表明MF外磁场有助于BiVO4/Fe2TiO5界面能带排列，改善电荷分离，而且促进Fe2TiO5/电解液界面的产氧反应。要点2. 作者认为这个策略能够用于其他金属氧化物光电极，包括TiO2、WO3、Fe2O3，表明这个策略的普适性。总之，这项工作展示了一种吸收外磁场（MF）的方法，有助于改善非磁性催化剂的光电催化分解水性能。Qingjie Wang, Louise I. Oldham, Alfredo Giner-Requena, Zeyuan Wang, Daniele Benetti, Salvador Montilla-Verdú, Rong Chen, Dongfeng Du, Teresa Lana-Villarreal, Ulrich Aschauer, Néstor Guijarro*, James Robert Durrant*, and Jingshan Luo*, Enhancing Photoelectrochemical Water Oxidation Using Ferromagnetic Materials and Magnetic Fields, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c13017https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13017
