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
老小孩发布了新的文献求助10
刚刚
专注思远发布了新的文献求助10
1秒前
susu发布了新的文献求助10
2秒前
Jasper应助南枝采纳,获得10
2秒前
雨夜星空发布了新的文献求助10
3秒前
FashionBoy应助曙河采纳,获得10
3秒前
5秒前
NexusExplorer应助细腻初雪采纳,获得10
5秒前
顾矜应助Roxy采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
科研通AI6.1应助王浩喆采纳,获得10
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
orixero应助hqj采纳,获得10
8秒前
9秒前
sining完成签到,获得积分10
9秒前
Fine完成签到,获得积分10
10秒前
hyponotized应助沉静从阳采纳,获得10
11秒前
天天快乐应助风中的夜梦采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
旺旺掀被发布了新的文献求助10
13秒前
橙橙橙发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
Sarah完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
安辙发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
CipherSage应助李钢采纳,获得10
17秒前
FashionBoy应助qianqina采纳,获得30
17秒前
18秒前
冷酷海安发布了新的文献求助10
18秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
18秒前
李健的小迷弟应助风之步采纳,获得10
19秒前
无极微光应助天琪采纳,获得20
19秒前
20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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 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 6412165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8231277
关于积分的说明 17469708
捐赠科研通 5464964
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887490
邀请新用户注册赠送积分活动 1864253
关于科研通互助平台的介绍 1702915