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Metal-Organic Framework-Derived p-Cu2O/n-Ce-Fe2O3 Heterojunction Nanorod Photoanode Coupling with a FeOOH Cocatalyst for High-Performance Photoelectrochemical Water Oxidation.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-06-16 , DOI: 10.1021/acsami.0c03929 Juan Wu 1 , Pan Huang 1 , Huitao Fan 1 , Gang Wang 1 , Weisheng Liu 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-06-16 , DOI: 10.1021/acsami.0c03929 Juan Wu 1 , Pan Huang 1 , Huitao Fan 1 , Gang Wang 1 , Weisheng Liu 1
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Rapid charge recombination and slow water oxidation kinetics are key drawbacks that limit the photoelectrochemical water splitting efficiency of Fe2O3. In this work, we designed and fabricated for the first time that a metal–organic framework (MOF)-derived p-Cu2O/n-Ce-Fe2O3 nanorod array photoanode for the photogenerated charge effectively separated and transported at the Cu2O/Ce–Fe2O3 p–n heterojunction interface through a built-in electric field. In addition, the MOF-derived porous Cu2O nanoparticles have a large surface area, and thus, can offer more surface active sites for water oxidation. As anticipated, the novel structure Cu2O/Ce–Fe2O3 photoanode showed superior photocurrent density (3.2 mA cm–2), excellent bulk charge separation efficiency (38.4%), and surface charge separation efficiency (77.2%). After further modification with the FeOOH cocatalyst, the photocurrent density of the FeOOH/Cu2O/Ce–Fe2O3 photoanode reached 4.2 mA cm–2 at 1.23 VRHE (V vs reversible hydrogen electrode), having a low onset potential of 0.63 VRHE.
中文翻译：
金属有机骨架衍生的p-Cu2O / n-Ce-Fe2O3异质结纳米棒光阳极与FeOOH助催化剂的偶联，用于高性能光电化学水氧化。
快速的电荷复合和缓慢的水氧化动力学是限制Fe 2 O 3的光电化学水分解效率的关键缺点。在这项工作中，我们首次设计和制造了金属-有机骨架（MOF）衍生的p-Cu 2 O / n-Ce-Fe 2 O 3纳米棒阵列光阳极，用于有效分离和传输光生电荷。 Cu 2 O / Ce–Fe 2 O 3 p–n异质结界面通过内置电场产生。另外，MOF衍生的多孔Cu 2O纳米粒子具有较大的表面积，因此可以提供更多的表面活性位点以进行水氧化。如预期的那样，新型结构Cu 2 O / Ce–Fe 2 O 3光电阳极显示出优异的光电流密度（3.2 mA cm –2），出色的体电荷分离效率（38.4％）和表面电荷分离效率（77.2％）。经过FeOOH助催化剂的进一步修饰后，FeOOH / Cu 2 O / Ce–Fe 2 O 3光阳极的光电流密度在1.23 V RHE（V对可逆氢电极）下达到4.2 mA cm –2，具有较低的启动电位。 0.63 V RHE。
更新日期：2020-07-08
中文翻译：
金属有机骨架衍生的p-Cu2O / n-Ce-Fe2O3异质结纳米棒光阳极与FeOOH助催化剂的偶联，用于高性能光电化学水氧化。
快速的电荷复合和缓慢的水氧化动力学是限制Fe 2 O 3的光电化学水分解效率的关键缺点。在这项工作中，我们首次设计和制造了金属-有机骨架（MOF）衍生的p-Cu 2 O / n-Ce-Fe 2 O 3纳米棒阵列光阳极，用于有效分离和传输光生电荷。 Cu 2 O / Ce–Fe 2 O 3 p–n异质结界面通过内置电场产生。另外，MOF衍生的多孔Cu 2O纳米粒子具有较大的表面积，因此可以提供更多的表面活性位点以进行水氧化。如预期的那样，新型结构Cu 2 O / Ce–Fe 2 O 3光电阳极显示出优异的光电流密度（3.2 mA cm –2），出色的体电荷分离效率（38.4％）和表面电荷分离效率（77.2％）。经过FeOOH助催化剂的进一步修饰后，FeOOH / Cu 2 O / Ce–Fe 2 O 3光阳极的光电流密度在1.23 V RHE（V对可逆氢电极）下达到4.2 mA cm –2，具有较低的启动电位。 0.63 V RHE。
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