Ti-MOF衍生的TixFe1-xOy壳层增强Fe2O3纳米棒核以实现高效光电化学水氧化

摘要： 由含钛金属有机框架NH2-MIL-125(Ti)经热处理原位形成的TixFe1-xOy壳层，显著提升了Fe2O3纳米棒核的光电化学水氧化效率。通过溶剂热法将NH2-MIL-125(Ti)包覆于Fe2O3纳米棒表面，再经两步煅烧制备出TixFe1-xOy壳层/Fe2O3核纳米棒阵列。该核壳结构电极的光电化学活性较原始Fe2O3纳米棒阵列电极大幅提升，在AM 1.5G模拟太阳光照射下，1.23 V（vs. RHE）电位处的光电流密度达到原始电极的26.7倍。这一优异性能可归因于TixFe1-xOy壳层/Fe2O3核异质结对载流子分离的显著增强作用。该核壳电极展现出卓越的光电化学稳定性，连续工作5小时后仍保持初始光电流密度的98.9%。本研究首次实现了MOF衍生核壳异质结对PEC水分解效率的大幅提升，该方法可便捷推广至多种催化剂设计领域。