全文速览：利用铁电材料的自发极化来实现电荷的高效分离和转移是太阳能光催化研究中一个具有挑战性的研究课题。铁电材料虽然有自发极化场，具有电荷分离的性质，但是大多数铁电材料基本上处于绝缘或类绝缘状态，不能发挥其电荷分离作用。从光电催化结果来看，铁电材料光生电流密度都很低，基本上是微安培或毫安级，这极大限制了铁电材料用于光电催化的研究。本工作的作者在前期BiFeO3（BFO）电极光电催化氧化水的研究中发现BFO铁电电极材料之所以光电流密度低，主要是因为光生电荷在畴壁和晶粒之间复合的结果。这就提出一个新的课题，纳米粒子光催化反应中 ，纳米粒子是独立分散的，而且在每个纳米粒子中所含有的铁电畴数相比电极材料体系应该呈现几何数量级减少，这是否就可以极大避免光生电荷在电极材料中发生的畴壁和晶粒间的复合呢？为了验证这一猜想，本工作中，中国科学院大连化学物理研究所韩洪宪研究员和沈阳材料科学国家研究中心胡卫进研究员共同制备了高结晶度的BiFeO3（BFO）纳米颗粒，并在其表面负载了高功函的RuO2助催化剂研究光催化水氧化的研究。研究结果发现，RuO2/BFO异质结能有效增强固有的铁电极化，提高电荷分离和转移的表面光电压，实现高效的光催化水氧化，在560 nm处的量子效率达到5.36％，这是迄今为止报道的铁电材料最高可见光光催化氧化水活性。这项工作表明，与薄膜铁电材料光电催化中只能获得低光电流密度不同，在铁电纳米粒子光催化体系中，可以通过适当的助催化剂负载来调节铁电材料的自发极化，增强光生电荷的有效分离和转移，从而实现高效的光催化活性。

相关工作在线发表在Small(DOI：10.1002/smll.202003361)上。