电解液成分、厚度及表面改性对旋涂法制备的BiVO4膜层光电化学性能的影响

采用旋涂法在FTO(SnO2∶F)导电玻璃衬底上沉积得到BiVO4多孔薄膜用以光解水,改变前驱体的浓度和旋涂次数以调控薄膜的厚度.研究了电解液成分、膜层厚度及表面改性等因素对刚经历过退火处理的BiVO4薄膜光电化学(PEC)性能的影响.结果表明:通过在电解液中添加适量的空穴吞噬剂Na2SO3,或对表面进行Co-Pi改性均能有效改善BiVO4薄膜的PEC活性.这些措施均能有效抑制同液界面处的载流子复合反应.经Co-Pi改性的BiVO4薄膜在0.6 V(vs SCE)偏压下,0.1 mol· L-1 Na2SO4+0.1mol·L-1Na2SO3的电解液中展现出最高的光电流密度(4.3 mA ·cm-2).此外,选用一个代表性BiVO4薄膜作为光阳极制备了一个PEC生物传感器,在检测谷胱甘肽(GSH)上表现出比较高的灵敏度.本研究证实了BiVO4薄膜的PEC性能严重依赖着光俘获效率和载流子输运过程.