Enhanced catalytic performance by multi-field coupling in KNbO3 nanostructures: Piezo-photocatalytic and ferro-photoelectrochemical effects

材料科学 光电流 铁电性 极化 压电响应力显微镜 光催化 光激发 光电子学 压电 纳米材料 能量转换效率 极化(电化学) 半导体 光电化学 纳米技术 纳米结构 激发态 电化学 电极 催化作用 化学 核物理学 生物化学 复合材料 物理化学 电介质 物理
作者
Dongfang Yu,Zhenghao Liu,Jianming Zhang,Shun Li,Zhicheng Zhao,Li‐Feng Zhu,Weishu Liu,Yuanhua Lin,Hong Liu,Zuotai Zhang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:58: 695-705 被引量:341
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.01.095
摘要

The coupling between piezo-/ferroelectricity and photoexcitation in semiconductors creates unique opportunities to enhance the photocatalytic and photoelectrochemical (PEC) performance. It is important to develop desirable piezo-/ferroelectric nanostructures to realize the full potential of polarization-modulated built-in electric fields that can effectively separate excited electron/hole pairs. In this work, taking KNbO3 as a representative material, we show that two-dimensional nanosheets exhibit greatly improved piezo-photocatalytic degradation efficiency for organic dyes compared to that of nanocubes. In addition, effective tuning of the PEC water splitting property by manipulating the ferroelectric polarization was observed in these KNbO3 nanostructures, demonstrating versatile and tuneable devices for solar energy conversion. By changing the poling configuration, a significant photocurrent density enhancement of 55% was achieved for KNbO3 nanosheets, which is much greater than the 25% enhancement observed for the nanocube counterparts. These results could be attributed to the larger piezo-/ferroelectric response in the nanosheets as determined by piezoresponse force microscopy analysis and piezoelectric potential simulation based on the finite element method. Our findings may provide insights into strategies for designing highly efficient piezo-/ferroelectric nanomaterials for solar energy conversion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
yi完成签到 ,获得积分10
3秒前
清脆的友灵完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2应助zky采纳,获得10
7秒前
幸运小狗完成签到,获得积分10
8秒前
理塘博士发布了新的文献求助10
11秒前
Marvin完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
sama完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
Jieh完成签到,获得积分10
16秒前
SciGPT应助cen采纳,获得10
16秒前
17秒前
kimlian完成签到,获得积分10
17秒前
华仔应助hualuo13采纳,获得10
18秒前
18秒前
bkagyin应助平常丝采纳,获得10
18秒前
Nature发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
Jack发布了新的文献求助10
22秒前
古夫发布了新的文献求助10
24秒前
KK_ad完成签到,获得积分10
25秒前
cen完成签到,获得积分20
25秒前
hh完成签到 ,获得积分10
27秒前
29秒前
sciexplorer完成签到,获得积分10
29秒前
传奇3应助麦地娜采纳,获得10
30秒前
香香完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
32秒前
大模型应助古夫采纳,获得10
33秒前
hualuo13发布了新的文献求助10
34秒前
我是老大应助bszh采纳,获得30
35秒前
36秒前
Jack完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
开心诗云完成签到 ,获得积分10
38秒前
CipherSage应助hualuo13采纳,获得10
39秒前
有机化学完成签到,获得积分10
40秒前
英俊的铭应助妮妮采纳,获得10
40秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6501015
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8296023
关于积分的说明 17705255
捐赠科研通 5597992
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918508
邀请新用户注册赠送积分活动 1895724
关于科研通互助平台的介绍 1756655