Efficient piezocatalytic H2O2 production of atomic-level thickness Bi4Ti3O12 nanosheets with surface oxygen vacancy

生产(经济) 材料科学 氧气 空位缺陷 化学工程 纳米技术 工程物理 化学 结晶学 物理 有机化学 工程类 宏观经济学 经济
作者
Chunyang Wang,Fang Chen,Cheng Hu,Tianyi Ma,Yihe Zhang,Hongwei Huang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:431: 133930-133930 被引量:138
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.133930
摘要

• Atomic-level thickness Bi 4 Ti 3 O 12 with surface oxygen vacancies was prepared. • It shows an outstanding piezocatalytic H 2 O 2 generation rate of 1.61 mmol·h −1 ·g −1 . • Atomic-level thickness and oxygen vacancy increase the piezoelectric coefficient. • Oxygen vacancies also decrease the adsorption energy of O 2 for easy activation. Traditional anthraquinone method for producing H 2 O 2 needs high energy consumption and substantial toxic by-production release. Recently, piezocatalysis that can conquer the above shortcomings emerges as a promising catalytic technique and arouses considerable interests. With rare application of piezocatalysis on H 2 O 2 generation, exploiting efficient tactics for improving piezocatalytic H 2 O 2 productivity is highly anticipated. Herein, atomic-level thickness Bi 4 Ti 3 O 12 nanosheets with rich surface oxygen vacancies (OVs) are prepared for two-step single-electron O 2 reduction into H 2 O 2 . Piezoelectric force microscopy, piezo-electrochemical tests, and Finite Element Simulation disclose that both the atomic-level thickness and OVs enlarge the piezoelectric coefficient, rendering stronger piezoelectric polarization for accelerating the charge separation and reaction kinetics. Density functional theory calculations uncover that the surface OVs also decrease the adsorption energy of O 2 molecules for facilitating their activation. The ultra-thin Bi 4 Ti 3 O 12 with optimal OVs content shows a piezocatalytic H 2 O 2 evolution rate of 1611.2 μmol·h −1 ·g −1 with benign durability. This work delivers a joint-strategy for advancing the piezocatalytic activity, and furnishes a reference for producing useful chemicals by harvesting and utilizing accessible vibrational energy.
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
陈陈发布了新的文献求助10
刚刚
37发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
cocopepsi完成签到,获得积分10
2秒前
阿博发布了新的文献求助10
2秒前
充电宝应助林海雨采纳,获得10
4秒前
鸫鸫发布了新的文献求助10
4秒前
song_song完成签到,获得积分10
4秒前
cdercder应助笑面客采纳,获得10
5秒前
5秒前
8秒前
wang发布了新的文献求助10
8秒前
爆米花应助37采纳,获得10
8秒前
田様应助辛勤香芦采纳,获得10
9秒前
甘草三七完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
鸫鸫完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
Joan.完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
林海雨完成签到,获得积分20
14秒前
cdercder应助笑面客采纳,获得10
14秒前
14秒前
Joy完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
李荣杰发布了新的文献求助10
16秒前
Sally发布了新的文献求助10
16秒前
月月发布了新的文献求助10
16秒前
Joy发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI5应助taowang采纳,获得30
19秒前
肥猫发布了新的文献求助10
20秒前
wzm完成签到,获得积分10
20秒前
顾矜应助伍寒烟采纳,获得10
20秒前
20秒前
CH发布了新的文献求助10
21秒前
XuX完成签到 ,获得积分10
21秒前
23秒前
23秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 1000
CRC Handbook of Chemistry and Physics 104th edition 1000
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3769909
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3314951
关于积分的说明 10174263
捐赠科研通 3030202
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1662719
邀请新用户注册赠送积分活动 795068
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 756560