溶胶-凝胶法制备高重复性的WO3光阳极用于太阳能水氧化反应

• 作者: 冯建勇 张博威 李朝升 杨光 赵新 钱勤枫 陈忠 马苏苏 黄一中
• 来源期刊: 中国科学:材料科学(英文版)
• 学科: 化学
• 关键词: 太阳能水分解 氧化反应 光阳极 模拟太阳光 阳极材料 氢电极 WO3 偏钨酸铵
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 页码范围: 2261-2271
• 页数: 11页
• 分类号: O646.5

摘要

单斜相WO3是一种用于太阳能水分解反应的经典光阳极材料,但如何可靠地制备高效WO3光阳极仍具有挑战性.这主要是由于常用的过氧钨酸及新制钨酸前驱体的成分/结构及化学环境不断变化,使得后续的制备过程不可控.本文报道了一种以化学稳定性好的偏钨酸铵作为前驱体的溶胶-凝胶策略,可获得高效、高重复性的WO3光阳极.结果表明在模拟太阳光辐照下最优WO3光阳极在可逆氢电极1.23 V处可产生2.05与2.25 m A cm^-2(1 m o l L^-1H2SO4及CH3SO3H中)的光电流.随机选择的50片WO3光阳极于1 mol L^-1H2SO4中的测试结果表明在1.23 V处的光电流平均值为1.8(±0.12)m A cm^-2.此外,偏钨酸铵前驱体溶液可持续生效至少三周,而过氧钨酸及新制钨酸前驱体的有效时间不超过三天.本研究为构建高效WO3光阳极提供了新的研究思路与实验基础.