Interfacial Field Screening Governs Tribocatalysis in Nb-Doped SrTiO3

材料科学 开尔文探针力显微镜 德拜长度 屏蔽效应 黛比 氧化还原 吸附 领域(数学) 分析化学(期刊) 萃取(化学) 费米能级 凝聚态物理 电子 降级(电信) 场效应 催化作用 力场(虚构) 静电 电气化 显微镜 接触角 原子力显微镜 电子结构 表面电荷 光电子学 低能电子显微镜 场电子发射 纳米技术 电化学 化学物理 化学工程
作者
Xu Xiang,Yi Zhu,Junding Zheng,Ying Li,Tao Zhang,Ju Gao,Hongfang Zhang
出处
期刊:Surfaces and Interfaces [Elsevier BV]
卷期号:78: 108053-108053
标识
DOI:10.1016/j.surfin.2025.108053
摘要

Harnessing contact electrification to drive redox reactions offers a promising, illumination-independent route for wastewater remediation. However, the interfacial mechanisms governing tribocatalytic efficiency remain unclear. Here, Nb-doped SrTiO₃ (0.25–2 mol %) was systematically investigated under Tribo-, Light-, Dark-, and combined Tribo-Light conditions to elucidate the role of electronic structure and field screening on performance. Mott–Schottky and Kelvin probe force microscopy (KPFM) analyses reveal that increasing Nb content raises the Fermi level and compresses the Debye screening length (λ D ) from ≈ 6 nm (0.25 % Nb) to ≈ 4.5 nm (2 % Nb). EIS confirms this shortening through reduced space-charge resistance, while zeta-potential measurements show consistently moderate negative values (≈ –25 to –30 mV), excluding adsorbed species as the dominant factor. An optimal λ D window of 5.5–6.0 nm at 0.25–0.5 % Nb balances donor concentration and interfacial field penetration, enabling efficient electron extraction and radical generation. Consequently, 0.25 % Nb–SrTiO₃ achieves 90 % RhB degradation in 24 h (Tribo-only) and complete MB removal within 2 h (Tribo-Light), whereas 2 % Nb over-screens the surface field and suppresses reactivity. These findings identify the Debye length as a quantitative descriptor for tribocatalytic design, providing a mechanistic basis for engineering high-efficiency, bias-free catalysts for environmental remediation.
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
叶qing完成签到 ,获得积分10
1秒前
林泉完成签到,获得积分10
1秒前
huihui完成签到,获得积分10
1秒前
狂野抽屉完成签到,获得积分20
1秒前
Jasper应助舒心储采纳,获得10
1秒前
脆啵啵马克宝完成签到 ,获得积分10
2秒前
xxcode完成签到,获得积分10
2秒前
神勇中道完成签到,获得积分10
3秒前
闪闪的又亦完成签到,获得积分10
3秒前
666发布了新的文献求助10
3秒前
芽卉发布了新的文献求助10
3秒前
852应助xuanwu采纳,获得10
3秒前
高贵振家发布了新的文献求助10
4秒前
汉堡包应助黎黎采纳,获得10
4秒前
充电宝应助111采纳,获得10
4秒前
隐形的若灵完成签到,获得积分10
4秒前
11完成签到,获得积分10
4秒前
苏沐秋秋发布了新的文献求助10
4秒前
畔畔应助刁刁采纳,获得30
5秒前
chen完成签到 ,获得积分10
5秒前
huihui发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
纯真的小婷完成签到,获得积分20
7秒前
万能图书馆应助cxt采纳,获得10
7秒前
peiyaoyan发布了新的文献求助30
7秒前
9秒前
9秒前
杨院完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.2应助cetomacrogol采纳,获得10
10秒前
10秒前
李爱国应助LP采纳,获得10
11秒前
11秒前
果子发布了新的文献求助10
11秒前
超级冰露发布了新的文献求助10
12秒前
957完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
孔雀翎发布了新的文献求助10
13秒前
tyh完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
酷波er应助杨院采纳,获得10
14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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 600
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 6419919
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8239137
关于积分的说明 17506678
捐赠科研通 5473065
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2891430
邀请新用户注册赠送积分活动 1868158
关于科研通互助平台的介绍 1705381