Electronic States Modulation of BiVO 4 with Transition Metal-Substituted Polyoxometalates to Activate Lattice Oxygen Mechanism for Efficient Water Oxidation

化学 析氧 光电流 分解水 过渡金属 氧气 格子(音乐) 瓶颈 金属 电子结构 化学物理 光化学 纳米技术 密度泛函理论 无机化学 电子效应 联轴节(管道) 化学工程 能量转换 光电化学电池 催化作用 过渡状态 工作(物理)
作者
Zhaohui Li,Faheem Abbas,Fangfang Feng,Kaiqin Gao,Yanli Liu,Zenghui Wu,Ze Zhang,Xionghui Fu,Yi Zhu,Yuanming Zhang,Yongge Wei
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (43): 39169-39180 被引量:20
标识
DOI:10.1021/jacs.5c09257
摘要

Oxygen evolution reaction (OER) is the bottleneck of photoelectrochemical (PEC) water splitting. Activating the lattice oxygen mechanism (LOM) can break the limitation of the slow O–O coupling and accelerate the water oxidation kinetics. However, the current methods for activating LOM are limited and it is crucial to develop new strategies to induce LOM. Herein, we have modified BiVO 4 with transition metal-substituted silicotungstate (X 3 SiW 9, X = Co, Ni, Cu) to form X 3 SiW 9 –BiVO 4 photoanodes, triggering the LOM by surface modification for the first time. X 3 SiW 9 can modulate the electronic structure of BiVO 4, resulting in an upward shift of the O 2 p energy band position relative to the metal 3 d energy band, increasing the overlap of the metal and oxygen orbital energy levels, and enhancing covalency between metal and oxygen, which facilitates the activation of the lattice oxygen, thus triggering the LOM and significantly improving the OER activity of BiVO 4 . The enhancement of the OER activity depends on the influence of X 3 SiW 9 on the electronic state. Among them, Co 3 SiW 9 has the greatest influence on the electronic state of BiVO 4 . Therefore, Co 3 SiW 9 –BiVO 4 exhibits the highest photocurrent density of 4.13 mA cm –2 at 1.23 V RHE, four times higher than that of BiVO 4 (1.02 mA cm –2 ). This work modifies the photoanode with transition metal-substituted polyoxometalates to modulate the energy levels of metal and oxygen to activate LOM for significantly enhanced OER activity, which provides new strategies and perspectives on the design and application of polyoxometalates for efficient OER in PEC water splitting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
hhhaaa发布了新的文献求助10
1秒前
Lilii完成签到,获得积分10
1秒前
FR完成签到,获得积分10
1秒前
思源应助Chuan采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
boen完成签到,获得积分10
2秒前
Yu发布了新的文献求助10
2秒前
kk完成签到,获得积分10
2秒前
小巧元容发布了新的文献求助10
2秒前
Dan完成签到,获得积分10
2秒前
情怀应助于熙源采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
阿耐迪克完成签到,获得积分0
5秒前
SciGPT应助完美的初蓝采纳,获得10
5秒前
小二郎应助正直的青采纳,获得10
5秒前
Orange应助张均旗采纳,获得10
5秒前
lilian发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
橙尘尘完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
天天快乐应助wwj采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
洁净糖豆完成签到,获得积分10
8秒前
传统的斓发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
999999应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
999999应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
Nole应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
8秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7356549
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8967186
关于积分的说明 19053487
捐赠科研通 7004140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222302
关于科研通互助平台的介绍 2386476
邀请新用户注册赠送积分活动 2202868