构建具有优化带隙的CF@CuxO/CoFeO纳米线阵列，以促进光辅助电催化水分解

《Journal of Materials Chemistry A》：Construction of CF@CuxO/CoFeO nanowire arrays with an optimized bandgap to facilitate photo-assisted electrocatalytic water splitting

光电催化水裂解性能提升研究：通过离子交换法构建铜泡沫支撑的铜/铁/钴混合氧化物纳米线阵列（CF@Cu_xO/CoFeO），Fe/Co共掺杂优化材料带隙至1.68V（10mA/cm2），电子协同效应增强光吸收与载流子动力学，DFT计算证实活性位点减少*OH中间体吸附能（

　　

氢/氧演化反应（HER/OER）在整体水分解中的光电化学（PEC）性能不佳，主要归因于光吸收能力差、严重的光腐蚀以及光生载流子扩散动力学缓慢。本文采用离子交换法制备了以铜泡沫为载体的铜/铁/钴混合氧化物（CF@Cu_xO/CoFeO）纳米线阵列（NAs），其中钴（Co）部分被铁（Fe）取代。得益于Fe/Co纳米颗粒与Cu_xO之间的电子协同效应，所制备的CF@Cu_xO/CoFeO表现出优化的带隙，并在光照条件下展现出增强的电催化性能：仅需1.68 V电压即可实现10 mA cm^-2的电流密度，从而实现整体水分解。此外，密度泛函理论（DFT）计算表明，引入Fe和Co活性位点显著提高了催化活性，并降低了H₂O和*OH中间体的吸附能，从而大幅提升了HER和OER的催化效率。