我校王吕阳课题组与合作者发展了光电催化制双氧水技术

来源: 作者: 点击数: 日期:2021-03-24 字体:

继2020年在美国化学会会刊《Journal of the American Chemical Society》杂志发表研究论文:Near-Complete Suppression of Oxygen Evolution for Photoelectrochemical H2O Oxidative H2O2Synthesis后,2021年3月,Wiley出版社老牌杂志《Small》期刊在线发表了我院王吕阳助理教授能源转化团队最新成果:Suppressing Water Dissociation via Control of Intrinsic Oxygen Defects for Awakening Solar H2O-to-H2O2Generation(原文地址:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202100400)。深圳技术大学王吕阳助理教授为论文的第一作者,南京理工大学张侃教授为通讯作者。

化石能源的使用带来了严重的环境问题,使用清洁的可替代能源是可持续发展的必经之路。光电催化是一种极有发展潜力的新能源技术手段,可分别在光阳极与光阴极获得催化产物,效率极高。BiVO4电极在理论上具有高选择性水氧化H2O2生成的热力学活性趋势,但在实际应用中更倾向于生成O2。本征氧空位(Ovac)的影响,特别是对表面活性的影响,从来没有被考虑是合成BiVO4过程中产生的一种可能的失活机制。我们从理论计算出发,通过实验证明,表面内在Ovac通过促进水离解形成中间产物,可以降低H2O2的析出活性。通过在富矾气氛下的退火过程,可消除表面Ovac。经此处理的钒酸铋电极,极大地激发了在NaHCO3电解质中光电化学(PEC)水氧化生成H2O2活性,转化效率达到58.4%,比在空气中退火的钒酸铋电极的效率提高4.28倍。此项工作加强了对于光催化剂失活过程的基本理解,拓展了用于选择性生成光催化产物的催化剂表面处理方法。

本项研究得到了国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金和深圳市高端人才启动项目等基金联合资助。