多金属氧酸(杂多酸，POMs)是一类多金属氧簇化合物。由于能带结构可调，光敏性优异，吸收范围广，在光催化、医学等领域得到了广泛应用。它们可以作为有效的电子受体来捕获和传输光生电子，这使得它们可以用于改善半导体材料的PEC性能。磷钨酸(H3O40PW12·xH2O，简称PWO)是一种具有优异的供电子和接受电子能力的杂多酸。本文通过将磷钨酸与CoOOH偶联，对BiVO4光电阳极表面进行改性，解决BiVO4光电阳极由于光生载流子的严重复合，提高其光电催化水分解的性能。在1.23 VRHE时，BiVO4/PWO/CoOOH光电阳极的光电流密度达到2.80 mA/cm2，是BiVO4光电阳极的2.59倍。此外，BiVO4/PWO/CoOOH光电阳极的初始起始电位也比BiVO4光电阳极负270 mV。
一系列光电化学表征表明，PWO的装饰起到中间层的作用，促进BiVO4的空穴向CoOOH的转运，而CoOOH则起到保护层和共催化剂的作用，以降低BiVO4的光腐蚀，提高BiVO4的PEC活性。PWO与CoOOH的协同耦合不仅实现了有效的本体和表面电荷分离，而且充分利用了表面的光生空穴，加速了水的氧化动力学，最终实现了PEC水氧化的改善。该工作为设计高效的BiVO4光电阳极用于PEC水分解提供了可靠的途径。
该论文以题为《Coupling polyoxometalate with CoOOH on BiVO4 photoanodes towards efficient photoelectrochemical water oxidation》发表在International Journal of Hydrogen Energy期刊，第一作者为2021级硕士生陶紫阳，通讯作者刘光教授，该研究工作得到了国家自然科学基金项目(No. 22075196, U22A20418, 21878204)、山西省重点研发计划项目(No. 201903d421073)和山西省留学基金委研究项目(2022-050)资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.03.010
