为了评估法拉第效率 ， 薄膜的光电流密度测量值为1.23?AM 1.5下的V与RHE?G照明3?h、每隔20天用气相色谱仪（浙江省富力9790 II）检测H2和O2的生成同时 ， 通过积分记录的J-t曲线计算出理论产气量 。 实际气体体积与理论气体体积之比为法拉第效率 。
2.5.密度泛函理论（DFT）计算
采用Vienna从头算软件包（VASP）在广义梯度近似（GGA）下利用PBE公式进行了所有自旋极化密度泛函理论（DFT）计算 。 选择投影增强波（PAW）势来描述离子核 ， 并使用动能截止值为400的平面波基集考虑价电子电动汽车 。 Kohn的部分占用率?使用高斯涂抹法允许假轨道 ， 宽度为0.05电动汽车 。 当能量变化小于10时 ， 电子能量被认为是自洽的?5电动汽车 。 当力的变化小于0.02时 ， 几何优化被认为是收敛的电动汽车/? 。 GrimmeDFT-D3方法用于描述色散相互作用 。 当使用5?×?5.?×?3用于布里渊区取样的MonkhorstPack k点网格 ， 为=?5.598?? ， c=?8.735??.然后用p（1）构造了一个铁氢化物（110）表面模型（模型1）×1）x和y方向的周期性和z方向的3个化学计量层 ， 由深度为15的真空层分隔?以将表面板与其周期性副本分离 。 模型1由30个Fe、48个O和6氢原子 。 在结构优化期间 ， a2?×?2.?×布里渊区的1个k点网格用于k点采样 ， 底部的两个化学计量层固定 ， 而顶部的一个允许松弛 。 当真空层为15时 ， 优化了六方Ti3C2O2单层电池的平衡晶格常数?和使用13?×?13?×?1个用于布里渊区采样的Monkhorst Pack k点网格 ， 为=?3.018??.然后我们用它和铁氢化物构建了铁氢化物（110）/Ti3C2O2（001）异质结模型（模型2） 。 模型2的铁氢化物（110）部分与模型1相同 ， 而Ti3C2O2（001）部分具有p（3?×2√3）x和y方向的周期性和z方向的一个化学计量层 。 在结构优化期间 ， a 2?×?2.?×使用布里渊区的1个k点网格进行k点采样 ， 固定铁氢化物（110）部分底部的两个化学计量层 ， 其余部分放松 。
方案1 。 BiVO4@Fh-MXene光负极制备工艺示意图 。
图1： 。 （a）裸BiVO4的SEM图像 。 （b）BiVO4@Fh ， 和（c）BiVO4@Fh-MXene 。 的TEM图像（d）和HRTEM图像（e）BiVO4@Fh-MXene 。 （f）裸BiVO4和BiVO4@Fh-MXene 。 （g）HAADF图像和HAADF-EDX元素映射BiVO4@Fh-MXene 。
图2： 。 BiVO4的（a）bi4f ， （b）v2p ， （c）fe2p ， BiVO4@Fh和BiVO4@Fh-MXene；（d）C 1s/sBiVO4@Fh-MXene和Ti3C2 。
3.3.光电化学（PEC）性能
图3： 。 （a）LSV曲线 。 （b）提取Von 。 （c）ABPE光谱 。 （d）IPCE光谱 。 （e）裸BiVO4的光电流密度稳定性 ， BiVO4@Fh和BiVO4@Fh-MXene光负极1.23?V队对RHE队3分h、（f）1.23时的H2和O2气体释放曲线模拟AM 1.5下Na2SO4电解液中V与RHE的关系G照明 。
【BiVO4光电化学水裂解光负极上的工程高效空穴传输层铁氧体MXene：功函数和电导率调节（一）】还测试了水氧化用光负极的稳定性（图3e） 。 BiVO4@Fh-MXene可以在3秒内维持光电流密度初始值的92.5%?h、而裸BiVO4和BiVO4@Fh已观察到 。 由于BiVO4晶格中的V5+溶解 ， 裸BiVO4容易发生光腐蚀 。 负载在BiVO4上的Fh-MXene可以作为保护层 ， 阻止V5+从光负极中流失 。 通过气相色谱法测量放出的氢和氧的量（图3f） ， 这表明O2和H2的比率约为1:2 。 OER和HER的法拉第效率分别为90%和91% 。 因此 ， 图3a中检测到的PEC电流主要是由水分裂引起的 。
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