压电光催化是将机械能和太阳能转化为关键化学物质的前沿技术，并已成为一种有前途且可持续的固氮策略。

在这项研究中，福州大学Wenxin Dai，中国地质大学Hongwei Huang首次将缺陷和压电场协同作用，以实现前所未有的压电光催化氮还原反应（NRR）活性，并揭示了它们在具有可调氧空位（OV）的BaTiO₃上的协同催化机制。

文章要点

1）引入的OVs改变了局部偶极态，增强了BaTiO₃的压电极化，从而更有效地分离光生载流子。OV附近的Ti³⁺位点借助不成对的d轨道电子通过d-π反馈促进N₂化学吸附和活化。此外，压电极化场可以调节Ti³⁺的电子结构，以促进N₂的活化和解离，从而大大降低限速步骤的反应势垒。

2）受益于协同增强机制和优化的表面动力学过程，BaTiO₃具有适中的OV，其压电光催化NH₃析出速率高达106.7 μmol g⁻¹ h^-1，远远超过了之前报道的压电催化剂/压电光催化剂。

该研究为NRR高效压电光催化系统的合理设计提供了新的视角。

参考文献

Jie Yuan, et al, Unraveling Synergistic Effect of Defects and Piezoelectric Field in Breakthrough Piezo-Photocatalytic N2 Reduction, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303845

https://doi.org/10.1002/adma.202303845