混合金属有机框架包覆的ZnO纳米线阵列用于高效光电化学水氧化

摘要： 设计高性能光阳极对实现光电化学（PEC）水分解中高效的太阳能转化至关重要。本文报道了一种合成三维（3D）混合金属有机框架包覆氧化锌纳米线阵列（ZnNi MOF@ZnO）的有效方法，以获得优异的PEC性能。其中ZnO纳米线既作为光子吸收体又充当快速电荷传输通道；而ZnNi MOF通过降低析氧反应能垒并抑制电子-空穴复合，为PEC过程提供活性位点。ZnNi MOF@ZnO纳米线阵列的三维纳米结构通过ZnNi MOF与ZnO纳米线间的共价相互作用形成紧密界面接触，从而促进光催化析氧反应中的快速电荷转移。结果表明，相较于Zn MOF@ZnO和纯ZnO纳米线阵列，该ZnNi MOF@ZnO纳米线阵列展现出卓越的光电化学水氧化性能——具有极低的起始电位（0.31 V vs. RHE）和高达1.40 mA/cm2的光电流密度。这种简便策略为高效光阳极设计以实现充分太阳能转化提供了重要方向。