DOI:10.1016/j.solmat.2020.110485
本文報道了由單一雙金屬醇鹽前驅體[SrNb2(OiPr)12(HOiPr)]靜電紡絲制備SrNb2O6納米纖維及其作為潛在光陽極材料在太陽能水分解中的應用。特定的Sr:Nb比例(1:2)和通過分子前驅體中存在的Sr–O(R)-Nb單元對陽離子進行預排序,有利于由前驅體凝膠直接形成單相SrNb2O6納米纖維。X射線衍射和光電子能譜證實了SrNb2O6相的化學組成和形成。在前驅體合成過程中,當存在少量過量的堿金屬時,觀察到少量的正交SrNb6O16相。納米纖維經刮刀和旋涂工藝制備的光電極,由于其微觀結構的不同,帶隙能在3.25~3.43 eV之間。堿性條件下的光電化學性能測試表明,在1.23 eV下,光電流密度值為0.06 mA/cm2~0.16 mA/cm2。旋涂納米纖維光電極的最大值為0.6 mA/cm2。
圖1.[SrNb2(OiPr)12(HOiPr)]的分子結構。為了清楚起見,省略了氫原子。選定的鍵長[?]:Nb1-O1 1.877(9),Nb1-O2 1.875(9),Nb1-O3 1.892(10),Nb1-O4 2.045(9),Nb1-O5 2.027(9),Nb1-O6 2.032(8),Sr1-O4 2.531(9),Sr1-O5 2.513(8),Sr1-O6 2.517(8),Sr1-O7 2.519(9),Sr1-O8 2.491(8),Sr1-O9 2.519(7),Nb2-O8 2.033(8),Nb2-O9 2.030(8),Nb2-O10 2.032(8),Nb2-O11 1.896(10),Nb2-O12 1.892(9),Nb2-O13 1.930(9)。
圖2.SEM圖像:(a)初紡納米纖維和(b)煅燒纖維在1000℃下放置15 h(插圖:大表面積)。
圖3.SrNb2O6納米纖維在1000℃下煅燒10和15 h的XRD圖譜。
圖4.高分辨率XPS光譜顯示了(a)鍶和(b)鈮的3d峰。
圖5.旋涂和刮刀光電極的Tauc圖。插圖:與Tauc圖相關的光學反射光譜。
圖6.通過旋涂和刮刀法制備的SrNb2O6光陽極的光電流密度測量。