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
粽子大王应助辛勤冬天采纳,获得10
刚刚
Jacky77发布了新的文献求助50
2秒前
慕青应助molamola采纳,获得10
2秒前
搞怪向梦发布了新的文献求助10
2秒前
Yiling完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
猪八戒完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
元小夏发布了新的文献求助20
5秒前
Tangyuan发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
怕孤独的鹭洋完成签到,获得积分10
6秒前
董晴完成签到,获得积分10
7秒前
猪八戒发布了新的文献求助10
7秒前
爆米花应助风华笔墨采纳,获得10
7秒前
小趴完成签到,获得积分10
7秒前
wanci应助紧张的毛衣采纳,获得10
8秒前
8秒前
姗姗完成签到,获得积分20
8秒前
帕克发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Starwalker应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Mark应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
11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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
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 6514279
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307695
关于积分的说明 17752730
捐赠科研通 5616132
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924612
邀请新用户注册赠送积分活动 1901566
关于科研通互助平台的介绍 1763060