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Advanced Materials：在四方晶系BaTiO3纳米立方体上利用脉冲激光触发压电光催化二氧化碳还原

bionanoer
2023-08-06


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光催化剂中光诱导载流子的复合被认为是提高光催化效率的最大障碍之一。压电光催化剂则开辟了一条实现快速载流子分离的新途径，其可通过机械扭曲压电纳米晶体的晶格，在纳米晶体内形成压电电势，然而这样的性能通常需要借助强大外力（如超声辐射、机械搅拌和球磨）来实现。济南大学周伟家和刘弘利用低功率紫外脉冲激光（PL，3W，355nm）作为紫外光源，可以在没有外力的情况下触发四方BaTiO3（BTO-T）的压电光催化CO2还原行为。

 

本文要点

（1）研究发现，355nm PL的瞬态巨大光压（5.7×107Pa，2.7W）不仅弯曲了BTO-T的能带，从而促使理论上不能发生的反应进行，而且还诱导了脉冲内建电场的产生，以进行有效的光诱导载流子分离。

（2）在此基础上，PL触发的压电光催化CO2还原实现了有报道以来的最高性能，达到了52.9 mmol g−1 h−1的毫摩尔级CO产率，并在连续催化体系中实现了高效的光催化CO2减排。作者认为，本研究提出的方法有助于设计高效的压电光催化反应。

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Yijie Wang, et al. Pulsed Laser-triggered Piezoelectric Photocatalytic CO2 Reduction Over Tetragonal BaTiO3 Nanocubes. Advanced Materials. 2023

DOI：10.1002/adma.202305257

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305257




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