维度调控对铁酸铋压电催化活性与过氧化氢产率的影响

彭亚雯; 杨龙; 兰申玉; 延卫

西安交通大学学报 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (1) : 63 -71.

彭亚雯, 杨龙, 兰申玉, 延卫

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

为了阐明压电催化剂维度对压电催化性能的影响，利用水热法分别合成了一维线状和二维片状铁酸铋（BiFeO₃）压电材料，并系统研究了BiFeO₃在低频超声振动下压电催化原位产过氧化氢（H₂O₂）的性能和机制。结果表明：线状BiFeO₃的H₂O₂产率为2 553.5μmol·g^-1·h^-1,高于片状BiFeO₃的2 078.9μmol·g^-1·h^-1,表明形貌对压电催化性能具有显著影响；相对于二维片状，一维线状BiFeO₃在外力作用下更易形变弯曲，从而产生更强的压电响应、更高的压电电势、更低的界面电阻及更大的压电电流；·OH、·O^-₂、电子和空穴在H₂O₂生成过程中均起到重要作用，线状BiFeO₃压电催化原位产生H₂O₂同时来源于水氧化和氧还原路径。研究通过“材料结构设计-催化性能测试-内在性质表征-反应机制探索”四维关联模型，为压电催化剂设计提供跨尺度优化策略，可为H₂O₂高效原位产生提供参考。