Piezophototronic effect in enhancing charge carrier separation and transfer in ZnO/BaTiO3 heterostructures for high-efficiency catalytic oxidation

材料科学 压电 异质结 极化(电化学) 超声波传感器 辐照 光催化 半导体 反应速率常数 化学工程 氧化还原 催化作用 光电子学 复合材料 动力学 物理化学 工程类 物理 声学 核物理学 化学 冶金 生物化学 量子力学
作者
Xiaofeng Zhou,Shuanghao Wu,Chunbo Li,Fei Yan,Hairui Bai,Bo Shen,Huarong Zeng,Jiwei Zhai
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:66: 104127-104127 被引量:165
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104127
摘要

Rapid charge transfer in various piezoelectric semiconductors is usually limited, which has thus hardly achieved a higher mechanochemical potential elicited by macroscopic polarization for advanced oxidation processes. Here we propose a piezoelectric ZnO/BaTiO3 heterostructure with an elevated macroscopic polarization under ultrasonic activation and, therefore, should be amenable to facilitate photoexcited electron-hole pairs with more efficient separation and transfer; that is, ZnO/BaTiO3 heterostructures have an enhanced piezophototronic effect. Under excitations of concurrent ultrasound at ultrasonic power of 120 W and simulated sunlight at light intensity of 100 mW cm−2 irradiation, the catalytic oxidation capability to dyeing wastewater degradation with ZnO/BaTiO3 is dramatically increased, and its oxidation reaction rate constant can be up to 1.20 × 10−1 min−1, which is 1.50 and 2.00 times that of BaTiO3 and ZnO, respectively. In contrast, ultrasonic agitation or simulated sunlight irradiation of ZnO/BaTiO3 results in an oxidation reaction rate constant of 3.46 × 10−2 or 5.60 × 10−2 min−1, correspondingly, which are both lower than the piezophototronic effect triggered. Additionally, the finite element simulation shows that the as-obtained ZnO/BaTiO3 creates a piezoelectric potential difference of 414.40 mV, which is higher than that of as-obtained BaTiO3 (409.50 mV) and ZnO (33.00 mV). This work will provide references for understanding the correlation between macroscopic polarization and catalytic oxidation processes, and also contribute to the development and applications of multi-energy harvesting piezoelectric materials.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
李健的小迷弟应助mgqqlwq采纳,获得10
3秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
科研通AI2S应助jlwang采纳,获得10
9秒前
Noah完成签到 ,获得积分10
25秒前
舒心小猫咪完成签到 ,获得积分20
28秒前
唐唐完成签到,获得积分10
31秒前
Singularity完成签到,获得积分0
34秒前
月影碎星河完成签到 ,获得积分10
40秒前
ii完成签到 ,获得积分10
45秒前
Summer_Xia完成签到,获得积分10
55秒前
叮叮当当完成签到,获得积分10
1分钟前
碳土不凡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
橙子味的邱憨憨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
没用的三轮完成签到,获得积分10
2分钟前
简单的战斗机完成签到,获得积分10
2分钟前
专注的玉米完成签到 ,获得积分10
2分钟前
xiaowuge完成签到 ,获得积分10
2分钟前
光亮乘云完成签到 ,获得积分10
2分钟前
laohu完成签到,获得积分10
2分钟前
jue完成签到 ,获得积分10
2分钟前
roundtree完成签到 ,获得积分0
2分钟前
JasonWu完成签到 ,获得积分10
3分钟前
LT完成签到 ,获得积分10
3分钟前
扶风阁主完成签到,获得积分10
3分钟前
秋夜临完成签到,获得积分10
3分钟前
菠萝蜜完成签到 ,获得积分10
3分钟前
isedu完成签到,获得积分10
4分钟前
啥时候能早睡完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Jonsnow完成签到 ,获得积分10
4分钟前
wefor完成签到 ,获得积分10
4分钟前
zyw完成签到 ,获得积分10
4分钟前
传奇完成签到 ,获得积分10
4分钟前
霸气白曼完成签到 ,获得积分10
4分钟前
李彪完成签到 ,获得积分0
4分钟前
jjy完成签到,获得积分10
4分钟前
J陆lululu完成签到 ,获得积分10
4分钟前
jj824完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Arthur完成签到,获得积分10
5分钟前
Wayne72完成签到,获得积分10
5分钟前
高分求助中
Un calendrier babylonien des travaux, des signes et des mois: Séries iqqur îpuš 1036
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2546041
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2175672
关于积分的说明 5600229
捐赠科研通 1896383
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946268
版权声明 565379
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503557