An experimental and density functional theory studies of Nb-doped BiVO4 photoanodes for enhanced solar water splitting

光电流 密度泛函理论 兴奋剂 分解水 带隙 单斜晶系 可逆氢电极 材料科学 化学 光电化学 纳米技术 电解质 电化学 化学物理 晶体结构 电极 光电子学 计算化学 物理化学 结晶学 催化作用 工作电极 光催化 生物化学
作者
Shankara S. Kalanur,Hyungtak Seo
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:410: 144-155 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2022.04.019
摘要

In this work, the influence of Nb doping on the photoelectrochemical (PEC) water splitting activity of monoclinic BiVO4 photoanode is explored using experimental and theoretical studies. A facile hydrothermal method is proposed for the synthesis of Nb-doped BiVO4 nanostructured thin films and detailed characterization was carried out to understand the morphology, crystal structure, optical, band edge, and electrochemical properties. The PEC studies revealed that the doping of Nb brings about a fourfold enhancement in BiVO4 photocurrent reaching ∼ 2.01 mA cm−2 at 1.23 V vs reference hydrogen electrode (RHE). The doping of Nb was found to increase the carrier density in the bulk of BiVO4 and improve the charge separation, charge transfer, diffusion, and decrease the charge transfer resistance at the BiVO4/electrolyte interface. Importantly, a charge separation efficiency of ∼ 98% was achieved (at 1.23 V vs RHE) with a photocurrent density of ∼ 4.5 mA cm−2 (with hole scavenger) and stoichiometric H2/O2 evolution (2:1) upon Nb doping. Furthermore, the density functional theory (DFT) calculations indicated changes in bandgap and density of states which agree with the experimental results indicating favorable transformation in the bulk and surface properties of BiVO4 after the Nb substitution.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
愤怒的盼山完成签到 ,获得积分10
1秒前
v杨v完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
大知闲闲完成签到,获得积分10
3秒前
sciq完成签到,获得积分10
4秒前
xiaoqi完成签到,获得积分10
4秒前
chenyou完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
lvxin完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
情怀应助青1995采纳,获得10
9秒前
9秒前
浮游应助薄雪草采纳,获得10
11秒前
Louislee发布了新的文献求助10
11秒前
宋祝福完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
Lumosii发布了新的文献求助10
13秒前
opp完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
拼搏凌雪发布了新的文献求助30
15秒前
文献发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
rmbsLHC发布了新的文献求助10
19秒前
三桥aq完成签到,获得积分10
20秒前
Orange应助杨宁采纳,获得10
20秒前
虚心的灵煌完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
莫默应助yuananw采纳,获得10
23秒前
青1995发布了新的文献求助10
24秒前
卷aaaa完成签到,获得积分10
24秒前
梓歆完成签到 ,获得积分10
25秒前
不配.应助殷勤的紫槐采纳,获得300
25秒前
大意的柚子完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
Lynn完成签到,获得积分10
26秒前
28秒前
领导范儿应助小章鱼采纳,获得10
28秒前
打打应助YE采纳,获得10
29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
Acute Mountain Sickness 2000
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Textbook of Neonatal Resuscitation ® 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5057345
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4282678
关于积分的说明 13346384
捐赠科研通 4099744
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2244412
邀请新用户注册赠送积分活动 1250543
关于科研通互助平台的介绍 1181032