DOI:10.1016/j.solmat.2020.110485
本文报道了由单一双金属醇盐前驱体[SrNb2(OiPr)12(HOiPr)]静电纺丝制备SrNb2O6纳米纤维及其作为潜在光阳极材料在太阳能水分解中的应用。特定的Sr:Nb比例(1:2)和通过分子前驱体中存在的Sr–O(R)-Nb单元对阳离子进行预排序,有利于由前驱体凝胶直接形成单相SrNb2O6纳米纤维。X射线衍射和光电子能谱证实了SrNb2O6相的化学组成和形成。在前驱体合成过程中,当存在少量过量的碱金属时,观察到少量的正交SrNb6O16相。纳米纤维经刮刀和旋涂工艺制备的光电极,由于其微观结构的不同,带隙能在3.25~3.43 eV之间。碱性条件下的光电化学性能测试表明,在1.23 eV下,光电流密度值为0.06 mA/cm2~0.16 mA/cm2。旋涂纳米纤维光电极的最大值为0.6 mA/cm2。
图1.[SrNb2(OiPr)12(HOiPr)]的分子结构。为了清楚起见,省略了氢原子。选定的键长[Å]: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)。
图2.SEM图像:(a)初纺纳米纤维和(b)煅烧纤维在1000℃下放置15 h(插图:大表面积)。
图3.SrNb2O6纳米纤维在1000℃下煅烧10和15 h的XRD图谱。
图4.高分辨率XPS光谱显示了(a)锶和(b)铌的3d峰。
图5.旋涂和刮刀光电极的Tauc图。插图:与Tauc图相关的光学反射光谱。
图6.通过旋涂和刮刀法制备的SrNb2O6光阳极的光电流密度测量。