Au修饰钛酸铋压电纳米纤维

压电-等离子体协同降解

利用压电效应与表面等离子体共振协同增强光生载流子分离，显著提升有机污染物降解效率

Meng, Chao · Junfeng, Peng · Lei, Wang · Han, Hao · 杨凯 · 游道通

Catalysts 2023

具体参数

压电光催化降解速率常数

{'zh': '0.06157', 'en': '0.06157'} min⁻¹

光电流密度

{'zh': '8.17e-6', 'en': '8.17e-6'} A/cm²

吸收带边

{'zh': '426', 'en': '426'} nm

带隙

{'zh': '2.91', 'en': '2.91'} eV

技术优势

降解速度翻倍

Au负载后压电光催化降解速率从0.03141 min⁻¹提升至0.06157 min⁻¹，完全降解时间由80 min缩短至60 min。

光电流暴涨16倍

Au修饰使纳米纤维光电流密度从5.08×10⁻⁷ A/cm²跃升至8.17×10⁻⁶ A/cm²，表明电荷分离效率大幅提高。

压电+光+振动三效合一

在光照加振动条件下，压电-光催化降解速率是单独光催化的1.56倍、单独压电催化的3.88倍，Au负载后协同效应更显著。

应用场景

• 抗生素废水处理：快速彻底降解水中残留的氟喹诺酮类抗生素，消除生态毒性。
• 有机污染物降解：利用压电-等离子体协同实现宽谱有机污染物的高效矿化。
• 压电催化：铁电纳米纤维在机械振动下产生内建电场驱动氧化还原反应。
• 等离子体光催化：Au纳米颗粒的表面等离子体共振增强光吸收并注入热电子。