梯度自掺杂TiO₂纳米棒光阳极

电荷分离效率71%

通过在TiO₂纳米棒阵列中构建梯度Ti³⁺自掺杂多重同质结，结合g-C₃N₄异质结，显著促进体相载流子分离与传输。

Si, Hewei · Lilan, Zou · Gu, Huang · 廖建军 · 林仕伟

Journal of Colloid and Interface Science 2023

具体参数

光电流密度

{'zh': '1.23', 'en': '1.23'} mA cm⁻²

电荷分离与传输效率

{'zh': '71', 'en': '71'} %

光电流增强倍数 (vs. 原始TiO₂)

{'zh': '10.6', 'en': '10.6'}

技术优势

效率翻倍

电荷分离与传输效率从51%跃升至71%，提升幅度显著，无需助催化剂或牺牲剂。

工艺简单

仅通过水热过程中引入快速冷热处理即可形成梯度自掺杂，无需复杂设备。

基底导电

TiO₂阵列直接生长在柔性碳布上，电荷收集高效，且电极可裁剪。

应用场景

• 光电化学水分解：作为光阳极直接用于PEC水分解，代替TiO₂基电极，提升产氧效率。
• 析氧反应：高效驱动OER，无需贵金属助催化剂，用于简化电解槽设计。
• 光催化产氧：在无牺牲剂条件下实现高效光催化产氧，替代传统粉末悬浮体系。
• 光电极材料：提供一种新型梯度自掺杂TiO₂电极，为高性能光电极开发提供新思路。