Реферат: Среди различных методов разложения воды фотоэлектрохимическое (ФЭХ) преоб-разование солнечной энергии привлекает значительное внимание. Особое место зани-мают неметаллические тонкопленочные материалы с нанопористой структурой, обес-печивающей высокую каталитическую активность фотоэлектродов. Основным факто-ром, сдерживающим практическое использование фотокаталитических процессов, яв-ляется отсутствие эффективных, стабильных гетерогенных фотокатализаторов, функ-ционирующих под действием видимого света [1], поэтому большое внимание уделяет-ся поиску и синтезу новых фотокатализаторов. Весьма перспективным материалом для эффективного ФЭХ разложения воды был признан гексагональный карбонитрид бора (h-BCN) [2]. В данной работе мы сообщаем о комбинированном синтезе фотоэлектродов BCN/BCx/FTO/стекло, где слои BCx и BCN получены методами LPCVD и PECVD со-ответственно из смеси пара триметиламинборана (CH3)3NBH3 (ТМАБ) и азота при от-ношении парциальных давлений р(ТМАБ) : р(N2) = 3 : 1 и температуре 400 °С. Изменя-ли время нанесения слоя BCx - от 5 до 30 мин. Слой BCN можно описать как трехмер-ную сеть вертикальных наностенок (толщиной несколько нанометров), представляю-щих собой стопки монослоев h-BCN. Изучения морфологии, свойств и стабильности при хранении полученных пленок проводили с использованием СЭМ, АСМ, ЭДС, РФЭС, РФА, ИК- и КРС и UV-Vis-NIR спектроскопии. Рис. 1. Поверхность (а, в) и поперечное сечение (б, г) структур BCN/Si (а, б) и BCN/BCx/Si (в, г). Испытание фотокаталитической активности композитных образцов BCN/BCx в процессе ФЭХ разложения воды дало значения плотности фототока при 1,23 В, эф-фективности фотоэлектрического преобразования при 1,16 В и плотности фототока при разомкнутой цепи при 1,23 В: 0,82 мА/см2, 0,02% и 10 мкА/см2 соответственно, что превосходит соответствующие значения, полученные для однослойных образцов BCN и BCx. Устройство на основе композита BCN/BCx продемонстрировало стабиль-ность в течение не менее 100 ч. Работа выполнена в рамках госзадания ИНХ СО РАН. [1] W. Fu, Y. Zhang, X. Zhang, H. Yang, R. Xie, S. Zhang, Y. Lv, L. Xiong, Molecules 2024, 29, 289. [2] Z. Lin, X. Wang, Angew. Chem., Int.

Библиографическая ссылка: Белая С.В. , Ву Л.
Синтез наноструктур BCN/BCx, перспективных для фотоэлектрохимического разложения воды
Николаевские чтения 2025 20-23 авг. 2025