科学家探索缺陷和纳米结构制造策略以提高压电催化活性

过氧化氢（H2O2）作为一种重要的化学原料，在工业和生活的各个方面都有着广泛的应用。工业蒽醌法生产H2O2存在污染大、能耗高等严重缺陷。通过利用普遍存在的机械能，压电催化H2O2进化已被证明是一种很有前途的策略，但其进展受到能量转换效率不高的阻碍

Bi4O5Br2由于其独特的夹层结构、优异的化学稳定性、良好的可见光捕获能力和合适的能带结构而被认为是一种极具吸引力的光催化材料。近年来，压电性能以其非中心对称的晶体结构开始进入研究者的视野

然而，它作为一种有效的压电催化剂的潜力远未被开发，特别是缺陷对Bi4O5Br2上的压电催化和压电催化H2O2产生的影响仍然很少。因此，机械能驱动的压电催化为纯水合成H2O2提供了一种极具吸引力的方法

最近，中国地质大学黄宏伟教授领导的一个研究小组报告了在具有适当氧空位的超薄Bi4O5Br2纳米片上实现的卓越的压电催化H2O2析出性能，并揭示了薄结构和氧空位共同增强压电催化活性的机制

结果发表在《中国催化杂志》上

通过调节水与乙二醇的比例，通过一步溶剂热法合成了具有可控氧空位浓度的超薄Bi4O5Br2纳米片。实验和理论计算表明，具有适当氧空位的Bi4O5Br2对压电催化H2O2的产生表现出显著的性能

一方面，氧空位和薄结构大大提高了Bi4O5Br2的压电性能和压电电势，改善了压电诱导电荷的分离和转移。另一方面，氧空位促进氧在Bi4O5Br2表面的吸附和活化，并导致反应途径的吉布斯自由能不断降低

因此，具有适当氧空位的Bi4O5Br2的压电催化H2O2生产性能高于其他常用的压电催化剂