Ba0.66Sr0.34TiO3-CuO异质结压电光催化协同增强可见光催化性能研究

范保艳; 杨爽; 赵妍; 刘海波; 郭孝宇; 王宗花

doi:10.19728/j.issn1672-6634.2025090001

聊城大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (1) : 84 -93. DOI: 10.19728/j.issn1672-6634.2025090001

Ba_0.66Sr_0.34TiO₃-CuO异质结压电光催化协同增强可见光催化性能研究

范保艳, 杨爽, 赵妍, 刘海波, 郭孝宇, 王宗花

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摘要

针对传统压电材料压电催化活性低和对可见光不响应的问题，通过构建压电材料Ba_0.66Sr_0.34TiO₃（BST）与窄带隙半导体（CuO）的Ⅲ型异质结构，利用BST在机械应力下产生动态内建电场有效驱动光生载流子的定向分离；同时窄带隙半导体将压电材料的光吸收范围拓宽至可见光区，实现压电效应与光催化作用的协同。采用水热法结合湿化学法合成BST-CuO复合材料。通过相结构及微观形貌表征，发现随着CuO负载量的增加，CuO纳米片团聚在BST表面。在超声-可见光协同作用下，组分BST-CuO2复合材料光催化性能最优，在150 min内对罗丹明B（RhB）的降解率为59%,较纯BST提升了1.6倍，较避光超声和光照搅拌条件下分别提升3.3和2.7倍。基于活性物种、光电流及电化学阻抗等测试结果，发现窄带隙CuO能够显著拓宽复合材料光吸收范围（200～800 nm）,超声诱导BST压电动态内建电场持续促进光生载流子分离，实现复合材料光催化性能提升，本研究为压电-光催化协同机制的研究提供了新思路。