毕迎普/吕功煊/丑凌军Nat. Commun.: 简单N掺杂，有效提高BiVO4光阳极的OER活性和稳定性

光电化学(PEC)水分解被认为是将太阳光转化为氢能的有前途的策略。为了实现其实际应用，设计和制造具有足够光吸收、有效电荷分离和高表面反应性的半导体光阳极是必需的。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所毕迎普、吕功煊和丑凌军等将非金属氮原子掺入NiFeO_x催化剂(N:NiFeO_x)以合理调整电子结构，并利用N:NiFeO_x修饰BiVO₄光阳极(BiVO₄/N:NiFeO_x)以提高其析氧活性和稳定性。

实验分析和理论计算表明，掺杂N后，NiFeO_x催化剂中的O位点被N原子部分取代，由于N原子的电负性相对较低，这促进了Fe位点和Ni位点的电子富集。

此外，Ni位点会向BiVO₄表面的V位点提供电子，这可以有效地抑制V⁵⁺溶解并提高PEC水氧化的稳定性。同时，Fe位点增强的空穴吸引能力显着促进了催化剂的析氧活性。

实验结果表明，BiVO₄/N:NiFeO_x光阳极在1.23 V_RHE(AM 1.5 G，100 mW cm^-2)下表现出6.4 mA cm^-2的出色光电流密度，同时增强了PEC稳定性。

另外，在360 nm波长下，BiVO₄/N:NiFeO_x光阳极的IPCE值可以达到93%，远高于BiVO₄(8%)和BiVO₄/NiFeO_x(54%)；照射3小时后，BiVO₄/N:NiFeO_x光阳极上的平均法拉第效率达到95%。这项工作为构建高效稳定的OER催化剂以制造高效PEC器件提供了新的见解。

Nitrogen-Incorporation Activates NiFeO_x Catalysts for Efficiently Boosting Oxygen Evolution Activity and Stability of BiVO₄ Photoanodes. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-27299-0

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毕迎普/吕功煊/丑凌军Nat. Commun.: 简单N掺杂，有效提高BiVO4光阳极的OER活性和稳定性

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