DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105122
光生電子和空穴的有效分離是決定催化劑光催化效率的重要因素。在此，研究者提出了一種核/殼型BaTiO3/TiO2納米復合材料，其可通過壓電效應呈現出增強的光催化性能。在超聲活化下由靜電紡絲制備的BaTiO3/TiO2納米纖維中壓電相產生的極化作用顯著提高了催化劑的光催化性能。在超聲和紫外光的共同激發下，極化BaTiO3/TiO2納米纖維在RhB染料上的氧化速率常數可達到9.67×10-2 min-1，分別是僅在紫外光照射下的TiO2納米纖維和BaTiO3/TiO2納米纖維相應值的3.51倍和3.22倍。本文為通過機械振動改善光催化性能提供了一種有希望的策略，同時也有助于理解壓電和光催化作用之間的耦合機理。
圖1.所制備產品的XRD圖譜和室溫拉曼光譜。（a）合成的BaTiO3、TiO2和BaTiO3/TiO2樣品的XRD圖譜。（b）BT/TiO納米復合材料的拉曼光譜。
圖2.BT/TO NFs的表征。（a）BT/TO NFs的SEM圖像。（b）單BT/TO NF的TEM圖像。（c）BT/TO NFs的高分辨率放大TEM圖像和相應SAED圖譜（插圖）。（d）STEM-HAADF圖像和相應的Ba、Ti和O的EDS元素映射。
圖3.TiO2 NFs、BaTiO3納米顆粒和BT/TO NFs的紫外-可見漫反射光譜（DRS）。插圖顯示了TiO2、BaTiO3和BT/TO的帶隙。
圖4.TiO2和BT/TO納米纖維在不同催化模式下降解RhB的催化性能：（a）紫外光照射下的TiO2，（b）超聲波照射下的極化BT/TO NFs，（c）紫外光照射下的BT/TO納米纖維，（d）在紫外輻射和超聲波的結合下極化的BT/TO NFs。
圖5.（a）和（b）RhB隨時間變化的催化降解效率及其對應TiO2 NFs和BT/TO NFs在紫外光或超聲波下的動力學曲線。（b）擬一階動力學的線性擬合；（c）比較在各種催化條件下TiO2 NFs和BT/TO NFs降解RhB的相應表觀速率常數，以及（d）BT/TO NFs協同壓電光催化RhB的循環穩定性。
圖6.紫外光照射下異質結構BT/TO NFs中電子-空穴對分離和轉移的示意圖，（b）BT/TO NFs的壓電光催化過程示意圖和BT/TO 異質結構在紫外光和超聲波作用下的能帶圖，（c）直流電場作用下BT/TO NFs的極化過程示意圖；（d）超聲波作用下BT/TO NFs的壓電催化原理示意圖；（I）原始狀態；（二）正壓力應力；
