【做计算 找华算】
理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！
经费预存选华算，高至15%预存增值！
https://doi.org/10.1021/acsami.2c12618
钒酸铋(BiVO
4
)作为一种广泛关注的光/电催化半导体材料，在水分解产氢、有机物降解等领域有着广泛的应用前景。然而由于BiVO
4
的光生电荷分离效率低，严重制约了其应用。
本研究针对上述问题，构建了一种CdIn
2
S
4
/BiVO
4
异质结和碳量子点CQDs耦合的新型的光阳极CQDs/CdIn
2
S
4
/BiVO
4
材料。
该材料具有高效的电荷分离效率和光电催化性能，其三种作用机制包括：
（1）CdIn
2
S
4
/BiVO
4
能带结构匹配的II型异质结结构，加速了光生空穴的分离，抑制了空穴的体相复合；
（2）引入CQDs作为超快电荷传输通道，加速了表面空穴的传输；
（3）CQDs的光敏化作用，提高了材料的可见光和近红外光的吸收。CQDs/CdIn
2
S
4
/BiVO
4
的光电流密度在1.23 V
vs.
RHE下达到4.84 mA cm
-2
，相比于单纯的BiVO
4
(1.22 mA cm
-2
)提高了接近4.0倍（
图1
a）。
不仅如此，光电转化效率(IPCE)也由原来的13.8 %提高到了57.6%（
图1
b）。
图1
BiVO
4
、CdIn
2
S
4
/BiVO
4
、CQD/BiVO
4
以及CQDs/CdIn
2
S
4
/BiVO
4
的斩光线性扫描伏安曲线(a)；光电转化效率曲线(b)。
电荷载流子分离和传输动力学研究表明（
图2a
），构建CdIn
2
S
4
/BiVO
4
异质结后，BiVO
4
光阳极体相电荷的分离效率由58.5 %显著提高86.2 %。
引入碳量子点后（
图2b
），BiVO
4
光阳极表面电荷的注入效率由34.5 %提高到71.7 %。构建异质结并耦合CQDs的光阳极CQDs/CdIn
2
S
4
/BiVO
4
具有最高的分离效率(94.6 %)和注入效率(72.2 %)。
图2
BiVO
4
、CdIn
2
S
4
/BiVO
4
、CQD/BiVO
4
以及CQDs/CdIn
2
S
4
/BiVO
4
的体相电荷分离效率(a)；表面电荷注入效率(b)。
王嘉琛
，上海交通大学环境科学与工程学院。研究方向为半导体光阳极材料的光电催化分解水，发表学术论文10余篇，申请或授权专利2项。
通讯邮箱
：kimimoose@sjtu.edu.cn
白晶，
上海交通大学环境工程专业博士，2011、2015年分别在加拿大多伦多大学和美国阿贡国家实验室做博士后研究。2012获得上海市优博，2013获得上海“扬帆”人才计划。主持国家重点研发计划专项，国家自然青年、面上基金，上海市“一带一路”青年科学家等项目、目前发表SCI论文80余篇，其中以第一或通讯作者在
Chem. Rev.
,
Adv. Mater.
,
Nano Energy
,
Environ. Sci. Technol.
,
Appl. Catal. B
,
Water Res.
等发表论文30余篇，他引2000余次，高被引论文2篇。主要研究方向为：环境纳米功能材料，光催化新能源技术，环境检测新技术。
通讯邮箱
：bai_jing@sjtu.edu.cn
周保学
，博士，长聘教授，博士生导师，上海交通大学环境科学与工程学院。上海交通大学环境功能材料与污染控制研究团队负责人，上海交大-良仁化工绿色技术研究中心主任，Nano-Micro Letters（SCI IF 23.655）副主编。主要从事环境功能材料与污染控制技术、绿色化学化工等领域的研究，在
Chem. Rev.
、
Adv. Mater.
、
Nano Energy
、
Appl. Catal. B
、
Environ. Sci. ＆ Technol.
、
Water Res
.等学术期刊发表学术论文200余篇。
通讯邮箱
：zhoubaoxue@sjtu.edu.cn
【做计算 找华算】
华算科技专注理论计算服务、正版商业软件版权、全职海归计算团队，10000+成功案例！
用户研究成果已发表在Nature Catalysis、JACS、Angew.、AM、AEM、AFM、EES等国际顶级期刊。
