原位组装沸石咪唑酯骨架对纸基ZnO纳米棒阵列光电性能的影响

摘要：

性能卓越的光电极材料的设计制备对光电化学(PEC)技术的发展与应用至关重要.近年来,纸基光敏材料以其比表面积大、环境友好且成本低的优点被广泛研究.其中,作为一种高光电活性、高电子迁移率、无毒的光电极材料,纸基ZnO纳米棒被认为具有广阔的应用前景.然而,高载流子复合率及光腐蚀现象严重制约其光电性能的进一步提升.为降低光生载流子复合率并抑制光腐蚀,采用水热法在纸基ZnO表面原位组装沸石咪唑酯骨架材料-8(ZIF-8),制备纸基一维ZnO/ZIF-8纳米棒阵列光电极.结果显示:ZIF-8均匀、致密分布在纸基ZnO表面,二者界面处无缝结合,利于促进界面电荷传输.同时,原位组装ZIF-8过程中,聚集大量氧空位的ZnO表面被刻蚀并转化为ZIF-8,利于抑制光腐蚀.此外,ZnO与ZIF-8能级匹配,二者结合形成异质结,可实现光生电子与空穴的双向传输,从而有效促进光生载流子分离.与纯ZnO纳米棒相比,纸基ZnO/ZIF-8复合材料展现出更高的光生载流子分离与传输效率、更大的光电流密度及更好的光稳定性.

关键词：ZnO/ZIF-8、异质结、光电化学、载流子分离、光腐蚀、纸基光敏材料

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分类号：O611.4;O471.5(无机化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;泰山学者攀登计划;济南市一事一议顶尖人才项目;济南市高校20条项目

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2169-2175