三维TiO2@Bi2MoO6异质结阵列光阳极高效光电催化水分解研究及其太阳能转化应用前景

来自某研究团队的研究人员通过原位生长法在有序TiO2纳米棒阵列上构建三维TiO2@Bi2MoO6异质结光阳极，显著提升光吸收、电荷分离效率及活性表面积，实现3.7 mA cm?2的光电流密度和71.4%的IPCE，为高效太阳能转换器件设计提供新策略。

　　

研究人员成功制备了一种三维TiO₂@Bi₂MoO₆异质结阵列光阳极，该方法通过在高度有序的二氧化钛（TiO₂）纳米棒（NR）阵列上原位生长排列整齐的钼酸铋（Bi₂MoO₆）纳米片（NSs）实现。这种合成的II型能带对齐异质结构展现出扩展的光吸收范围、显著增大的活性表面积以及大幅提升的电荷分离效率，从而带来卓越的光电化学（PEC）性能。经优化的TiO₂@Bi₂MoO₆（标记为TiO₂–0.8Bi）光阳极在1.23 V vs. RHE条件下实现了3.7 mA cm^?2的出色光电流密度，相较于纯TiO₂提高了4.6倍。此外，该异质结构在约380 nm波长处达到71.4 ± 0.7%的最大入射光子-to-电流转换效率（IPCE），约为纯相TiO₂纳米棒阵列（31.2%）的2.5倍。这些优异的PEC特性归因于增强的光捕获、高效的界面电荷转移以及被抑制的载流子复合之间的协同效应。本研究为设计基于异质结的高性能光阳极提供了富有前景的策略，可用于太阳能转化应用领域。