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(Bi2O2)2+ 层作为 CaBi2Nb2O9 片晶中重要的载流子发生器和传输通道,用于增强压电光催化性能
Nano Energy ( IF 16.8 ) Pub Date : 2023-02-02 , DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108252
Qiong Liu , Faqi Zhan , Xiaogang Luo , Qiuyan Yi , Zhida Xiao , Di Zhai , Jingxiang Huang , Yan Zhang , Hang Luo , Dou Zhang , Chris R. Bowen

传统半导体光催化剂的光催化转化效率低、光吸收差、电荷复合率高等问题仍然是一个重大的研究挑战。在本文中,通过结合详细的实验和建模技术,我们报告了 CaBi 2 Nb 2 O 9 (CBN) 薄片的独特潜力,它可以耦合压电和光多场效应以克服这些问题并实现高效率制氢和染料降解。由于内置电场, OH -和染料分子的表面吸附得到改善,从而证明压电和光催化 H 2生产活性增强,产氢率高达 96.83 μmol•g-1 •h -1。仅使用 0.05 mg CBN 片晶 ( k = 0.131 min -1 ) ,100  mL 10 mg/L RhB 染料的压电光催化分解率 可在 32 分钟内达到 98.7% 。结果表明,通过 (Bi 2 O 2 ) 2+ → (CaNb 2 O 7 )路径将 (Bi 2 O 2 ) 2+层仔细引入到 CBN 薄片结构中可提供高光电子传输2−   → CBN 表面。还发现 Bi 原子的电子密度分布在 CBN 片晶的 (020) 和 (200) 晶面的小平面上富集,这有利于氧化还原反应。此外,CBN 薄片在超声波应用过程中的大变形导致压电感应内建电场增加,从而改善电荷分离和迁移。因此,这项工作通过利用多场耦合效应,为设计和制造具有增强的压电和光催化性能的先进材料提供了新的视角。





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更新日期:2023-02-02
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