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]
卷期号:431: 133930-133930 被引量:130
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
培培完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
司空豁发布了新的文献求助10
1秒前
85号星星完成签到,获得积分10
2秒前
南风发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
yu发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
FML夏完成签到,获得积分10
5秒前
共享精神应助FY采纳,获得10
5秒前
终澈发布了新的文献求助10
5秒前
楼兰刀客发布了新的文献求助10
5秒前
无花果应助江南小水龟采纳,获得10
7秒前
调研昵称发布了新的文献求助10
7秒前
放寒假的发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ma发布了新的文献求助10
8秒前
song完成签到,获得积分10
9秒前
X7发布了新的文献求助10
9秒前
丘比特应助刘璇1采纳,获得10
9秒前
wjz关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
gumiho1007发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
所所应助三点多采纳,获得10
10秒前
cc完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
眼睛大傲旋完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
黎云完成签到,获得积分10
15秒前
会会会发布了新的文献求助10
15秒前
nanfeng发布了新的文献求助10
15秒前
Forever发布了新的文献求助10
16秒前
槐序深巷发布了新的文献求助30
16秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Aspects of Babylonian celestial divination : the lunar eclipse tablets of enuma anu enlil 1500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3459305
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3053795
关于积分的说明 9038595
捐赠科研通 2743133
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1504672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695354
邀请新用户注册赠送积分活动 694664