近日，江蘇大學化學化工學院張建明教授聯合南方科技大學李順研究員、張作泰教授和新加坡科技研究局（A*STAR）Xu Li研究員受邀在美國化學會期刊《ACS Applied Nano Materials》上發表以「Recent Advances of Ferro-,Piezo-,and PyroelectricNanomaterials for Catalytic Applications」為題的綜述文章，系統地總結了近年來鐵電、壓電和熱釋電納米材料在催化領域的代表性成果。
基於鐵電、壓電和熱釋電效應，相應的極化材料能夠有效收集多種自然能源（太陽光、波浪/水流、振動/噪聲、工業廢熱等），將其轉換為化學能，因而有望在催化領域獲得廣泛應用。而且，通過調節材料的極化特性，可以有效調控載流子輸運行為，從而改善上述材料的催化活性。近年來，該領域引起了科研人員的廣泛關注，但相關研究仍處於起步階段，面臨諸多難題和挑戰。
該論文首先詳細介紹了三種耦合效應：（1）鐵電催化效應，利用鐵電勢來驅動或控制不同的催化反應；（2）壓電催化效應，通過對壓電材料施加外部機械力誘導的壓電電荷，直接將機械能轉化為化學能，或者通過壓電電勢提升光生載流子分離效率；（3）熱釋電催化作用，通過溫度波動引起熱釋電材料極化變化，將熱能轉化為化學能。接下來，作者梳理了鐵電、壓電和熱釋電納米材料在各種催化應用中的最新進展，包括生產可再生能源（水分解和二氧化碳的還原），環境修復（有機汙染物降解）以及材料合成（選擇性生長/沉積及有機合成）。最後，論文探討了進一步促進催化活性的關鍵問題和未來前景，對有意從事鐵電、壓電和熱釋電納米材料在催化領域研究的同行極具借鑑意義。
該工作得到了國家自然科學基金、廣東省土壤與地下水汙染防控及修復重點實驗室、深圳市科創委等項目的支持。（來源：科學網）
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/acsanm.0c00039
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