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辰华(辰华760e电化学工作站)

时间:2024-02-05 02:46:12 作者:心软是病 来源:网络

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辰华能源,诚信何在?

2019年5月,我与辰华能源董事长李某签订《股份投资协议》,李某向我本人转让其所持有的部分股份并先行代持(图一),代持24个月后再将股份过户到我本人名下。投资的目的是待股票完成上市后获取溢价。

2022年7,与辰华能源证券部门联系,询问股票上市消息,被告知由于疫情原因辰华能源经营不佳,公司方面拟延长代持时间。本人当即表示反对延期。

2022年11月,在辰华能源方面既没有完成股票过户、股票上市又没有完成所承诺的业绩情况下,根据《股份投资协议》第二条第五款“业绩及业务发展承诺”的约定(图二),本人向辰华能源证券部门提交了《关于股份回购的申请》。根据相关约定,辰华能源方面应在90日内完成回购程序。

2022年12月,辰华能源证券部门在没有与我本人沟通的情况下,给本人发来《股票回购延期协议》(图三、四),要求我将签字后的《股票回购延期协议》寄回。这份《股票回购延期协议》多处与《股份投资协议》相矛盾,严重损害投资者的利益。我再次表示反对。

从2022年11月16日辰华能源证券部门收到我的回购申请,至2023年2月14日,已经满90日,期间辰华能源方面除了要求回购延期再没有与我进行沟通,关于回购的事情更是没有任何消息。如此对待投资者,不知道辰华能源的诚信何在?

图一

图二

图三

图四

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用于超级电容器的二硫化钼纳米片制备及电化学性能研究

引言

随着环境污染与能源枯竭问题逐渐凸显,绿色能源的开发与存储备受人们关注。超级电容器具有充放电速度快、工作温度范围宽和寿命长的优点,被认为是最具发展潜力的能量储存和转换装置之一。

电极材料作为超级电容器的重要组成部分,对电容器的储能能力起着决定性作用。近年来,层状过渡金属硫化物由于独特的结构和性能,成为电极材料研究热点之一。

二硫化钼(MoS2)具有类石墨烯的层状结构,理论上片层厚度可以薄至纳米级,其晶型有四方晶系(1T)、斜方对称晶系(3R)和六方对称晶系三种。

该材料较为常见的制备方法有水热法、气相沉积法、物理及化学剥离法等,MoS2作为活性电极材料在电化学储能器件中的应用得益于其夹层结构,该结构有利于电解质中离子的扩散和转移,但也因其半导体特性而受影响。此外,MoS2还在生物分析、柔性电子器件、信息储存和催化等领域有广泛的应用前景。

鉴于目前纳米MoS2制备方法普遍存在产率低、成本高、不易规模化生产的问题,本文采取高温固相烧结-球磨法制备MoS2纳米片并用于超级电容器活性材料。本方法工艺简单、成本低、样品性能稳定,具有一定的研究和应用前景。

一、实验

1.1纳米MoS2制备

以Na2MoO4·2H2O和(NH2)2CS为钼源及硫源,按不同钼硫比(摩尔比1∶10、1∶15、1∶30)混合后,当炉温升至烧结温度(700~900℃),将盛有原料粉末的瓷舟逆着氮气保护气方向推入管式炉,保温2h后随炉冷却至室温,得到烧结产物。称取一定质量烧结粉末以及直径3mm的氧化锆磨球(球料质量比为50∶1)置于玛瑙罐中,在行星球磨机中于不同转速下(300~700r·min-1)球磨10h,制得纳米MoS2。本实验所用原料以及市售MoS2对比样(上海麦克林生化有限公司)均为分析纯。

1.2电极片及超级电容器的制备

将活性物MoS2、导电石墨和摩尔分数5%的聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比8∶1∶1混合,滴入适量N-甲基吡咯烷酮(NMP)搅拌至均匀糊状。将糊状物均匀刮涂在泡沫镍片(1cm×1cm)上并于120℃干燥5h后,在压片机中以10MPa压力压制成电极片,其中活性物质量控制在0.001~0.002g。使用定性滤纸作为隔

膜,0.1mol·L-1KOH作为电解质溶液,组装成对称型超级电容器。

1.3样品表征及电化学测试

利用SDT-Q600型热重-差示扫描量热仪(TG-DSC,赛默飞世尔科技有限公司)、DX-2700型X射线衍射仪(XRD,丹东浩圆仪器有限公司)、J-7900F型扫描电子显微镜(SEM,日本电子株式会社)对样品的热稳定性、物相和微观形貌进行表征。根据样品XRD衍射峰的强度计算MoS2的层数,如公式(1)所示:

(公式1)

式中:L为层数;I100和I103分别为(100)和(103)衍射峰的强度。

采用CHI660D电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)对电极材料及组装的超级电容器进行循环伏安(cyclicvoltammetry,CV)、恒电流充放电(galvanostaticcharge/dischargecycling,)、电化学阻抗(electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS)测试。交流阻抗测试频率为10-2~105Hz。三电极测试体系中的工作电极、对电极和参比电极分别是待测电极片、铂电极和饱和甘汞电极(SCE),电解质溶液为0.1mol·L-1KOH溶液,测试均在室温下进行。

根据CV和曲线,分别由公式(2)和(3)计算样品的比电容:

(公式2)

式中:C为比电容(F·g-1);i为电流(A);m为活性物质量(g);v为扫速(V·s-1);U为电压值(V);∫φdi为CV放电曲线的绝对面积。

(公式3)

式中:I为恒电流(A);Δt为放电时间(s);ΔU为电势差(V)。

二、结果与讨论

2.1高温固相烧结制备MoS2

为确定烧结温度区间,在氮气气氛中分别对(NH2)2CS以及Na2MoO4·2H2O和(NH2)2CS的混合物(摩尔比1∶15)进行TG-DSC测试,结果如图1所示。

本文将(NH2)2CS热分解过程分成四个阶段:①室温~180℃温区,TG曲线保持稳定,DSC曲线也未观察到明显的吸热或放热峰。②180~200℃温区,TG曲线无明显变化,DSC曲线出现明显的吸热峰,主要归结为(NH2)2CS(熔点为176~178℃)熔化吸热。③200~300℃温区,(NH2)2CS样品的失重率达到89.7%,DSC曲线也出现明显的吸热峰,主要是由于(NH2)2CS发生分解,生成NH2CS和硫化氢气体(H2S),反应机理如式(4)所示。④300℃以上温区,(NH2)2CS异构化反应生成的NH4SCN会和分解产物NH2CS发生反应生成硫氢酸胍(见式(5)和(6))并逐渐分解。

(公式4)

(公式5)

(公式6)

图1(b)为Na2MoO4·2H2O和(NH2)2CS混合物(摩尔比为1∶15)的热重分析曲线。在90℃附近,样品出现微量失重,DSC曲线对应出现小吸热峰,这主要归因于原料的脱水;180℃附近DSC曲线上的吸热峰主要是由(NH2)2CS熔融吸热所引起。在200~650℃温区,样品失重率达82.3%,在此阶段(NH2)2CS热分解产生的H2S气体(见式(5))与Na2MoO4反应生成MoS2,见式(7)所示;当温度高于650℃,TG曲线无失重,表明烧结反应完成。

(公式7)

由以上分析可知,在氮气气氛中(NH2)2CS的热分解温区(180~300℃)与(NH2)2CS和Na2MoO4·2H2O生成MoS2的反应完成温度(650℃)存在较大差异,因此本文采用氮气为保护气的到温进料烧结方式。

图2是不同条件下制得样品的XRD图谱。经分析可知,当原料中钼硫比大于等于1∶15,经750℃烧结2h制备样品(见图2(a)),以及钼硫比为1∶15,在不同烧结温度(700~900℃)下制备样品(见图2(b))的XRD图谱衍射峰与标准卡PDF65-0160的衍射峰相吻合,且无杂峰出现,表明钼硫比高于1∶15原料粉末,在氮气气氛中700~900℃烧结2h可制得2H-MoS2。

图3(a)~(f)为市售MoS2与700~900℃烧结制备MoS2的SEM照片。市售MoS2的形貌(见图3(a))为1~10μm的块状颗粒。700℃烧结样品(见图3(b))由亚微米至数微米厚薄不等的片状颗粒相互堆叠构成;750℃烧结样品形貌(见图3(c))呈片状,厚度较为均匀且堆叠现象较700℃制备样品明显减少;800℃烧结样品形貌(见图3(d))也为片层状,但层厚比750℃样品薄且出现相互交叠团聚;850℃烧结样品(见图3(e))呈现的片层状颗粒边缘圆滑并团聚成十几微米大小的不规则二次颗粒;900℃烧结样品形貌(见图3(f))呈现类球状颗粒的团聚体。

图3(g)为不同烧结温度下制备样品的形貌变化示意图。根据上述各项测试,解释如下:在700℃,Na2MoO4·2H2O和(NH2)2CS混合物生成片层状相互间堆叠的MoS2。当烧结温度提高至750℃,硫源分解速率加快,生成的大量H2S气体可将堆叠颗粒剥离,因此样品呈现出高分散片层状形貌。温度进一步升至800℃,硫源的分解速率更快,单位时间内H2S浓度进一步增加,进而提高了产物形核数目,导致片层颗粒状数量增大、厚度变薄。此外,为了降低颗粒表面的表面能,片状微粒之间出现团聚现象。烧结温度达到850℃,高温下样品表面挥发速度增大,导致片层状颗粒边缘变得圆滑,同样也进一步导致900℃烧结样品的形貌从片层状颗粒的团聚体转变为类球形颗粒的团聚体。

2.2高温固相烧结-球磨法制备纳米MoS2

将750℃烧结制备MoS2粉末在球磨机中于不同转速下球磨10h,粉末经过水洗,离心分离,用激光笔照射离心分离上层清液可观测到清晰的丁达尔现象,如图4(a)~(c)所示。

随着球磨速度的提高(500/600/700r·min-1),离心分离上清液的颜色逐渐加深,溶液中激光光路亮度不断提升,该现象表明球磨转速的增加有助于获得粒径小、难沉降的粉体颗粒。图4(d)~(f)分别是在500、600、700r·min-1转速下球磨10h后制得粉末的SEM照片。由图4(d)可看出,在500r·min-1转速下球磨10h获得的样品是亚微米颗粒团聚成二次粉末的聚集体;当球磨转速提高至600和700r·min-1时,从图4(e)和4(f)中可清晰观察到片层状的颗粒形貌,以及由于外力作用发生剥离而产生的裂纹。图5为不同球磨转速下制备样品的XRD图谱。

从图中可以看出,各样品的衍射峰均与标准卡PDF65-0160完全对应,确定为MoS2。随着球磨转速逐渐增大,样品衍射峰的强度逐渐降低并且峰宽逐渐增加。这表明随着转速增大,粉末的晶粒尺寸变小,该结果与样品的微观形貌变化趋势相吻合。采用公式(1)计算出的球磨前以及300、400、500、600和700r·min-1球磨转速下得到的样品层数分别为156以及109、102、96、91和88层。

2.3样品的电化学性能

图6(a)为市售MoS2以及不同温度烧结制备MoS2在扫速5mV·s-1时的CV图。

图6(a)中对称的矩形图上出现了明显的氧化还原峰,表明该MoS2在充放电过程中表现出明显赝电容特征,这是由于片状MoS2的边缘具有不饱和键,可以结合与释放电子,从而造成充放电过程中氧化还原的发生。此外,750℃烧结制备样品的CV曲线所包含的面积最大,而市售MoS2的最小,表明750℃制备样品的比电容优于其他温度制备样品以及商业化MoS2的比电容。图6(b)为750℃烧结制备MoS2在不同转速下球磨10h制备样品的CV曲线。从图6(b)可以看出,CV曲线呈向右下方微倾斜的类矩形,对称性较好,但未观察到明显的氧化还原峰。

由于高能球磨过程中粉末在机械力强烈作用下被粉碎,颗粒断裂面会产生新的不饱和键和带电的结构单元。这种处于不稳定高能状态的粉碎颗粒易团聚且会和粉末表面所吸附的气体(如O2)发生反应,导致颗粒中的不饱和键破坏,这可能是干法球磨样品CV曲线中未出现氧化还原峰的重要原因。随着球磨转速由300r·min-1增至700r·min-1,样品CV曲线包围的面积也随之增加,根据公式(2)计算得到球磨转速为600、700r·min-1时样品的比电容分别为78.4、82.6F·g-1,高于球磨前样品的55F·g-1及市售MoS2的5.6F·g-1。

分别用750℃烧结的未球磨和700r·min-1球磨10h的MoS2样品作为电极活性材料组装成对称型超级电容器器件测试材料的电化学性能。图7(a)和7(b)分别是由球磨前后样品在不同充放电电流密度下的恒流充放电曲线。对比图7(a)和7(b)可知,恒流充放电曲线整体呈类三角形,在相同电流密度下球磨后样品的充电和放电时间(见图7(b))均大于球磨前样品的对应值。根据公式(3)计算出在电流密度为0.5、1和2A·g-1时,未球磨样品比电容分别为54.6、38.4和24.6F·g-1,相应的球磨样品比电容则分别为82.4、69.7和62.9F·g-1(比电容较球磨前分别提高51%、81.5%和155%)。

图7(c)为在0.5和1A·g-1的充放电电流密度下,球磨前后MoS2样品的比电容与循环次数关系曲线。在电流密度为0.5A·g-1下循环2000圈,未球磨样品比电容由初始54.6F·g-1降低至39.5F·g-1(比电容保持率为72.3%),而球磨后样品的比电容则是由初始82.4F·g-1降低至76.1F·g-1(比电容保持率为92.4%)。将电流密度提高至1A·g-1继续循环2000圈,未球磨样品比电容由24.0F·g-1降低至17.3F·g-1(比电容保持率为71.9%),球磨后样品的比电容则由60.9F·g-1降低至55.4F·g-1(比电容保持率为91.7%),实验结果表明球磨后MoS2的比电容和电容保持率都远优于未球磨样品的相应值。

图7(d)为球磨前后样品的交流阻抗谱。与未球磨样品阻抗图对比,球磨后样品阻抗图中高频区圆弧半径明显减小,低频区斜线的斜率增大,表明经过球磨制得MoS2样品的电阻、样品与电解液间的电阻均有明显减低。

三、总结

本文以钼酸钠和硫脲为原材料,采用高温固相烧结结合球磨法制备MoS2纳米片。当钼硫比为1∶15,采用到温进料方式在氮气保护气中于750℃烧结2h所制备MoS2的微观形貌呈均匀薄片状,继续在700r·min-1下球磨10h,样品片层数由156层减少至88层。电化学性能测试发现,CV曲线和曲线分别呈现对称性良好的类矩形和类三角形。将样品组装成对称型超级电容器,在0.5A·g-1和1A·g-1的电流密度下,球磨前(后)的MoS2比电容分别为54.6F·g-1(82.4F·g-1)和24.0F·g-1(60.9F·g-1),依次经过各2000圈充放电循环,球磨前后电容保持率分别达72.3%和92.4%。高温固相烧结结合球磨法所制备的MoS2纳米片具有较好的综合电化学性能,具有一定的研究和应用前景。

Co-MOF纳米复合三元光阳极的制备,及其光电解水性能的研究

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层状-双氢氧化物(LDH)作为一种独特的阴离子粘土材料,具有成本低、比表面积大、主层金属离子可调、层间阴离子灵活等优点,在能量转换与存储、电催化、光催化、NH3-SCR等领域成为有效的催化剂。

基于以上研究,本章工作中运用简单的电沉积与浸泡法相结合,先将FeCo-LDH纳米层作为助催化剂修饰在BiVO4的表面,随后浸泡于Co-MOF的前驱体的溶液中,通过改变浸泡时间能够很好的控制在BiVO4/FeCo-LDH上原位生长的Co-MOF薄膜,从而构建了复合三元光阳极。

钴-氧金属簇和氨基的存在使得BiVO4材料的表面具有更好的吸光效应和更多的活性位点。经过修饰后的BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF光阳极在AM1.5G的光照,1.23Vs.RHE下的光电流密度为5.15mAcm−2。

经水分解反应3h后得到的实际产氢和产氧量分别为112.75μmol和57.41μmol。实验结果表明,经过Co-MOF和FeCo-LDH共同修饰后的BiVO4能够更有效的捕捉光生空穴,增加表面电荷分离效率,提升了PEC水解性能的同时也能达到较好的水稳定性效果,并根据各类表征结果推测出可能存在的机理。

Co-MOF的制备

根据文献报道,用烧瓶将3,5-二甲氧羰基苯硼酸频哪醇酯(9.61g,30mmol)、2,5-二溴苯胺(2.51g,10mmol)和K2CO3(13.9g,100mmol)混合在1,4-二氧六环(100mL)中。混合物通氩气,并在室温下搅拌1h。

然后加入Pd(PPh3)2Cl2(0.30g,0.4mmol),在85℃氩气下加热72h。冷却后,用氯仿萃取3次,用无水MgSO4干燥,减压去除有机溶剂。粗产物用甲苯重结晶提纯得到compound1。

将compound1(2.39g,5mmol)分散于THF(20mL)和H2O(50mL)的混合溶液中,加入100mL10MNaOH水溶液,混合溶液在回流下搅拌过夜。随后在真空下去除THF,加入稀盐酸到剩余的水溶液中,调节至pH=3。过滤收集固体并用水洗涤,干燥后得到配体H4L。

将0.0105g(0.025mmol)的H4L配体和0.0146g(0.05mmol)的Co(NO3)2·6H2O加入到一个装有盖子的20毫升玻璃瓶中。然后加入3mLDMF/H2O=1/2的混合液。将瓶子密封,超声2min,然后在85℃下加热24h,在溶剂热反应后,瓶子自然冷却。分离紫色晶体,用10mLDMF/H2O=1/2的溶剂洗涤3次,室温下真空干燥。

纯BiVO4光电极是根据以往的文献制备的[82],将0.04MBi(NO3)3⋅5H2O溶解在50mLHNO3水溶液中(调节pH=1.7)。然后,在该溶液中加入0.4MKI,搅拌至完全溶解。将含有0.23M对苯二酚的20ml乙醇混合到上述溶液中,再搅拌15min。

采用典型的三电极体系,其中FTO为工作电极(WE),饱和Ag/AgCl为参比电极(RE),铂网为对电极(CE)。在0.1V和Ag/AgCl室温恒电位下电沉积了BiOI前驱体。电沉积120s后,用去离子水彻底清洗BiOI电极,并在室温下干燥。

为了将BiOI转化为BiVO4,将含有0.2MVO(AcAc)2的DMSO溶液滴在BiOI电极表面,然后在450℃下(升温速率=2℃min−1)热处理2h。随后在1M的氢氧化钠溶液中浸泡30min,去除BiVO4表面多余的V2O5。最后,用去离子水清洗BiVO4电极,并在室温下干燥。

采用三电极体系循环伏安法,在三电极体系中,以1.5mMCo(NO3)2·6H2O,1.5mMFeCl2·4H2O,3mMFeCl3·6H2O水溶液为电解液,BiVO4为工作电极(WE),饱和Ag/AgCl为参比电极(RE),铂网为对电极(CE),在电极电位为1.1~0.5V,扫描速度为10mV/s,反应温度为30℃,循环36次,得到BiVO4/FeCo-LDH复合电极。

通过原位生长浸泡法,在BiVO4/FeCo-LDH电极上合成BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF。7.3mgCo(NO3)2·6H2O和5.25mgH4L,溶解在DMF/H2O=1/2的溶液中,85℃下热处理1h后至前驱体溶液完全澄清,立即用于浸泡BiVO4//FeCo-LDH电极,分别设置浸泡时间为1h,7h,16h,24h后得到BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF。

根据文献报道,Co-MOF分子式为[Co3(HL)2·4DMF·4H2O],如图2-2所示,在金属中心的配位环境中,存在两种Co2+离子。Co1是由来自六个不同HL3−配体的氧原子六配位的,显示出八面体几何构型。而Co2是由五个氧原子配位的,其中三个是来自羧酸根的单齿配位,另外两个是来自羧酸盐基团的螯合配位。

在Co-MOF晶体结构中,形成了{Co3O14}配位的团簇中心。通过Co2+离子和基于这些簇合物的HL3−配体之间的连接,构建了三维网络多孔结构[85]。利用X射线衍射(PXRD)对复合光阳极进行了结构表征,从粉末衍射图中可以得知BiVO4的衍射图谱与单斜白钨矿的晶体结构(JCPDS.No.14-0688)吻合。

此外,由于沉积在BiVO4表面的FeCo-LDH纳米粒子较少以及其本身无定型的形貌,因此不会出现新的衍射峰,其他杂峰均来自FTO衬底的SnO2。为了分析BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF光阳极表面的官能团结构,采用了傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行确定。

如图2-3(b)所示,在3430cm-1处的吸收峰为出现拉伸,归因于FeCo-LDH上O-H的伸缩振动;1686cm−1处的峰和1384cm−1的峰分别来自于CoMOF配体上羧酸的C=O和C-O;2928cm−1处的峰值则归因于Co-MOF配体中的芳香环。综上所述,BiVO4上成功负载了FeCo-LDH和Co-MOF。

通过SEM(扫描电子显微镜)的观察,研究了原始BiVO4、BiVO4/FeCo-LDH、以及不同浸泡时间(1,3,5,7h)后的BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF的形貌。如图2-4(ab)在FTO玻璃片上经过电沉积和煅烧形成的BiVO4呈现为表面光滑的蠕虫状纳米颗粒且分布均匀,这与以往的研究保持一致。

CV法循环后沉积的FeCo-LDH纳米颗粒使得原本光滑的表面变得粗糙,并没有影响BiVO4的形貌,与原始BiVO4接触可以增加光阳极和电解质溶液之间的接触面积[88]。在图2-4(c-f)中,通过原位浸泡负载在BiVO4/FeCo-LDH表面的Co-MOF主要表现为宽度约为50nm典型的条状形态。

为了进一步研究BiVO4/FeCoLDH/Co-MOF各层间的界面接触状态,如图2-5通过透射电子显微镜(TEM)可以分别观察到紧紧覆盖在BiVO4表面的FeCo-LDH层和Co-MOF层,这与SEM的结果一致。

在高分辨电子显微镜谱图(HRTEM)中,0.30nm的晶格间距对应着单斜晶相的BiVO4的(-121)面(PDF#14-0688)。观察到的钴-氧金属簇均匀分布在光阳极表面,能够缩小光生载流子的转化长度从而提升电荷-空穴分离效率,增强水氧化反应的活性[90]。以上结果证实了BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF三元光阳极的成功构建。

为了研究BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF薄膜表面的表面组成以及化学环境,我们采用了x射线光电子能谱(XPS)。

如图,C1s处284.80eV和288.56eV的峰值属于来自Co-MOF配体羧酸上的C-C单键和C=O双键;400.04eV处的峰值归因于配体中的C-NH2;在O1s中,529.34eV和531.19eV的峰值分别对应晶格氧(OL)和膜表面发生物理化学吸附或解离的氧(OC)[79];Bi4f在529.34eV和531.19eV处有明显的对称峰值;516.55eV的峰值归因于V5+。

其中,Co2p3/2的主峰归因于在Co-MOF前驱体溶液中浸泡后形成不完全配位的Co-Ox物种,而785.18eV处的峰值对应于完全配位后的Co-O。

以上结果表面,表明电子的流向可能由Co-MOF中的Co2+/Co4+迁移至FeCo-LDH层中的Fe2+/Fe3+后到达BiVO4表面,是一条有利于实现光生载流子-空穴分离的有效路径。

使用紫外-可见漫反射光谱(UV-DRS)研究了复合光阳极光的吸收范围和特性,这与参加光解水反应中光生电子的利用效率息息相关。如图2-8(a-b),原始的BiVO4和复合的BiVO4表现出相似的吸收光谱,在500nm处显示出吸收边。

与纯BiVO4相比,BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF的吸收边略有红移,BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF比纯的BiVO4具有更好的光吸收能力。

此外,我们可以计算出原始BiVO4以及BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF的带隙值,分别为2.47eV和2.51eV。

在Mott-Schottky曲线中,如图,三者的斜率都为正,表明他们都是n型半导体,BiVO4/FeCoLDH/Co-MOF斜率最大,说明负载了Co-MOF后提高了载流子密度,从x轴截距得到了EFB电位,BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF电极的EFB电位最低,且更加接近氧化的光电流起始电位。

光致发光谱(PL)理论上可以有效证明电荷分离度,由图2-8(d)可知,在300nm光的激发下,原始BiVO4表面大部分空穴与电子发生重组,在445nm和495nm处有两个发射峰。毛刺状的杂峰可能来自于FTO玻璃片的干扰。

其余复合光阳极在发射中心几乎没有产生位移,BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF样品的光致发光峰强度最低,说明复合光阳极具有较高的光生电子-空穴对分离效率,具有较高的PEC活性。

本工作中所有的光电性能测试均采用三电极体系,在模拟太阳光AM1.5G(标准光功率100mW/cm2)的照射强度下,0.5M硼酸钾作为电解质溶液,使用上海辰华公司的电化学工作站(CHI760e)测得。

综上所述,本文摒弃传统的水热法,通过电镀和浸泡结合构建异质结的方式制得复合光阳极BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF。利用一系列的材料表征和电化学表征,证明了三元复合阳极的成功构建。BiVO4/FeCo-LDH/Co-MOF在1.23Vvs.RHE偏压下的光电流密度为5.15mAcm-2,是原始BiVO4的3.6倍。

与此同时,FeCo-LDH的引入增加了反应活性面积和活性中心,提升了电荷的转移率和分离率,并且有效提高了有机骨架在HER和OER反应中的稳定性,为金属-有机框架(MOF)在促进PEC水分解领域上提供了一种新的策略思路。

参考文献

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