Adv Mater：亚纳米Hf-Zr-O压电催化分解水制氢

纳米技术

2023-07-06

可逆的调控铁电极化能够克服异相催化反应局限，这能够通过电子浓度可调控的表面的方式实现，但是因为传统铁电氧化物面临着局限，因此如何在压电催化过程中实现可逆的极化转变仍面临着困难。

有鉴于此，河北科技大学李发堂、重庆大学杨小龙、帕德博恩大学Ying Pan等合成具有类似聚合物的柔性亚纳米Hf_0.5Zr_0.5O₂ (HZO)纳米线，实现优异的压电催化分解水性能。

主要内容

（1）

通过O K-edge XAS表征和NCS-TEM表征，发现亚纳米HZO纳米线具有正交（P_ca2₁）铁电晶相，柔性HZO纳米线的铁电极化在轻微的外部振动就能够改变，因此对吸附物种的结合能产生动态调控，打破了压电催化反应的标度关系。

（2）

制备的HZO纳米线催化剂实现了优异的分解水性能，制氢速率达25687 μmol g^-1 h^-1，比没有铁电性质的HfO和BaTiO₃纳米粒子的性能分别高235倍和41倍。

参考文献

Ran Su, Jiahui Zhang, Vienna Wong, Dawei Zhang, Yong Yang, Zheng-Dong Luo, Xiaojing Wang, Hui Wen, Yang Liu, Jan Seidel, Xiaolong Yang, Ying Pan, Fa-tang Li, Engineering Sub-Nanometer Hafnia-Based Ferroelectric to Break The Scaling Relation for High-Efficiency Piezocatalytic Water Splitting, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303018

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202303018