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Bi Nanoparticle/Bi4Ti3O12 Nanosheet/g-C3N4 Nanowire Heterojunction for the Piezocatalytic H2O2 Production
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2024-07-24 , DOI: 10.1021/acsanm.4c02365
Qianxin Xu 1, 2 , Yang Zhang 1 , Dawei Lu 1 , Kai Zhang 1 , Meihong Lu 1 , Jinzhe Liang 3 , Yumei Qin 1
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2024-07-24 , DOI: 10.1021/acsanm.4c02365
Qianxin Xu 1, 2 , Yang Zhang 1 , Dawei Lu 1 , Kai Zhang 1 , Meihong Lu 1 , Jinzhe Liang 3 , Yumei Qin 1
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Piezocatalysis offers a facile method for H2O2 production with the ability to obtain the desired product under clean and safe conditions. In this study, an efficient ternary n-n type van der Waals (vdW) heterojunction piezocatalyst Bi/Bi4Ti3O12/g-C3N4 (BBC) was fabricated by a facile hydrothermal method, leading to the in situ reduction of metallic Bi and the formation of a heterojunction. The piezocatalytic activity of the BBC nanocomposite for H2O2 production (10.5 mmol g–1 h–1) is significantly enhanced by the synergistic effect of metallic Bi and g-C3N4, exceeding that of pure BTO and g-C3N4 by factors of 2.19 and 1.98, respectively. The piezoelectric catalytic mechanism demonstrates that the boosted piezocatalytic performance of this novel nanocomposite BBC could be attributed to the unique structure and the strengthened internal electric fields formed by the vdW heterojunction that improved the charge separation efficiency. This work presents an effective strategy to fabricate efficient nanocomposites capable of converting mechanical energy into chemical energy.
中文翻译：
用于压电催化 H2O2 生产的 Bi 纳米粒子/Bi4Ti3O12 纳米片/g-C3N4 纳米线异质结
压电催化提供了一种简便的 H 2 O 2生产方法，能够在清洁、安全的条件下获得所需的产品。在本研究中，通过简便的水热方法制备了高效的三元nn型范德华（vdW）异质结压电催化剂Bi/Bi 4 Ti 3 O 12 /gC 3 N 4 (BBC)，从而原位还原了金属Bi以及异质结的形成。通过金属Bi和gC 3 N 4的协同作用，BBC纳米复合材料生产H 2 O 2 (10.5 mmol g –1 h –1 )的压电催化活性显着增强，超过了纯BTO和gC 3 N 4因子分别为 2.19 和 1.98。压电催化机理表明，这种新型纳米复合材料 BBC 的压电催化性能增强可归因于其独特的结构和 vdW 异质结形成的增强的内部电场，从而提高了电荷分离效率。这项工作提出了一种有效的策略来制造能够将机械能转化为化学能的高效纳米复合材料。
更新日期：2024-07-24
中文翻译：
用于压电催化 H2O2 生产的 Bi 纳米粒子/Bi4Ti3O12 纳米片/g-C3N4 纳米线异质结
压电催化提供了一种简便的 H 2 O 2生产方法，能够在清洁、安全的条件下获得所需的产品。在本研究中，通过简便的水热方法制备了高效的三元nn型范德华（vdW）异质结压电催化剂Bi/Bi 4 Ti 3 O 12 /gC 3 N 4 (BBC)，从而原位还原了金属Bi以及异质结的形成。通过金属Bi和gC 3 N 4的协同作用，BBC纳米复合材料生产H 2 O 2 (10.5 mmol g –1 h –1 )的压电催化活性显着增强，超过了纯BTO和gC 3 N 4因子分别为 2.19 和 1.98。压电催化机理表明，这种新型纳米复合材料 BBC 的压电催化性能增强可归因于其独特的结构和 vdW 异质结形成的增强的内部电场，从而提高了电荷分离效率。这项工作提出了一种有效的策略来制造能够将机械能转化为化学能的高效纳米复合材料。
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