光电化学(PEC)水分解提供了一种将太阳能转化为可存储和可运输的氢能的有前途的方法。在研究的半导体材料中，BiVO4被认为是一种有趣的光阳极候选物，因为它的理论起始电位低且光电流相对较高。由于其较差的电子电导率，Mo掺杂被证明是提高载流子浓度和n型电导率的有效策略。

通过电化学处理在光阳极表面构建电荷转移通道

然而，MoOx被发现在Mo掺杂的BiVO4光阳极表面偏析，作为复合中心并降低了PEC性能。先前的一项研究提出了一种电化学处理来蚀刻这些表面的MoOx偏析，从而实现Mo掺杂的BiVO4电极的活化。

然而，很难解释电化学活化的Mo掺杂BiVO4电极在室温下暴露于空气时会逐渐失去活性的现象，因为在这种情况下MoOx偏析不会重新形成。Mo掺杂BiVO4电化学活化的潜在机制需要进一步阐明。

最近，中国南京大学李兆生教授领导的研究团队对Mo掺杂BiVO4光阳极的电化学活化提供了新的见解：电化学处理不仅去除了部分MoOx偏析，而且还引发了Hy的形成。MoOx表面缺陷为光生空穴提供电荷转移通道。结果发表在《中国催化杂志》上。

使用XPS、拉曼和XRD测量，揭示了在电化学处理过程中通过法拉第反应在MoOx物种中同时发生还原和质子插入：MoOx+yH++ye-=HyMoOx。形成的HyMoOx表面缺陷对氧化环境很敏感，在氧化环境下它们会通过去质子化过程缓慢转化回MoOx：HyMoOx+(y/4)O2=MoOx+(y/2)H2O。

单电子、高度可逆的氧化还原对铁氰化物/亚铁氰化物[FeIII(CN)6]3-/[FeII(CN)6]4-的电化学氧化证实MoOx物质阻挡空穴，而HyMoOx表面缺陷充当有效的空穴传输通道。Mo掺杂的BiVO4、MoOx和电解质体系在电化学处理前后的能量图变化表明HyMoOx表面缺陷引入了缺陷能级，从而允许光生空穴传输通过。

基于这些实验结果，提出了对电化学处理的Mo掺杂BiVO4暴露在空气中的光活性变化的解释。在电化学处理后，新形成的HyMoOx表面缺陷表现为有效的空穴传输通道，从而大大增加了光电流。

当暴露在空气中时，这些HyMoOx表面缺陷会被氧化并转化为MoOx，光活性的下降很大程度上取决于环境温度和暴露时间。一旦HyMoOx缺陷的充分氧化完成，空穴阻挡MoOx将在Mo掺杂的BiVO4表面占主导地位并大大抑制光活性。

引入的表面电荷转移通道概念非常值得进一步了解和优化，这将为未来储能、传感器、表面/界面科学等各个领域的发展提供新的机遇。