面对日益严重的能源危机,利用水分解制取绿色氢能被认为是最有潜力的解决策略之一。光电催化水分解能够将分布广泛的太阳能转换为氢能储存起来,随后参与到合成氨、化工应用中去,实现清洁能源的循环利用,是目前研究广泛的前沿方法。然而,析氧反应涉及复杂的四电子过程,反应动力学慢,是光电催化水分解的决速步骤。因此,开发高效的光阳极材料对于提升光电催化水分解的整体性能具有至关重要的作用。在众多金属氧化物光阳极材料中,BiVO4由于其合适的带隙以及价带位置而受到广泛的关注;然而,其发展仍面临着载流子分离效率低和表面水氧化反应动力学慢的挑战。虽然目前已开发出了担载助催化剂、掺杂以及晶面工程等方法加以应对,但探索更为简便、高效的方法一直是该领域研究的重要方向。本课题提出了一种简易的Cl后处理方法,对BiVO4表面进行Cl-修饰;研究发现修饰后光电阳极的光电流密度从1.5 m A cm-2提升至2.7 m A cm-2,起始电位降低了80 m V。Cl-修饰使得BiVO4的应用偏差光电转化效率提升至0.87%,单色光电转化效率提升至28%,表明Cl-修饰是一种非常有潜力的改性手段。通过紫外-可见光谱、荧光光谱和瞬态光电流等表征表明了Cl-的引入能够提升载流子的分离效率,加快载流子的转移。Cl-修饰后,BiVO4载流子的转移效率提升至74%(在1.23 VRHE下),累积在表面的载流子减少,水氧化反应快速进行从而提高了整体反应性能。而扫描电子显微镜、拉曼和红外光谱等物相以及形貌表征分析发现,Cl-并未引起BiVO4的形貌或者结构明显变化。在初步拓展尝试中发现,Cl-修饰方法对其他阳极材料如Ru O2和Ti O2表现出类似的性能促进效果。Cl-后处理的方法为高效光电催化水氧化BiVO4的制备以及改善其他电极材料的性能提供了新思路。