西安交通大学杨贵东教授团队ACB：纳米凹坑介导的电子汇集效应实现纯水中高效压电光催化固氮

本研究由西安交通大学杨贵东教授团队开展，聚焦于压电光催化固氮领域。背景上，压电光催化虽能通过压电极化场促进载流子分离，但其动力学机制尚不明确且调控困难。研究目的是通过纳米凹坑介导的电子汇集效应优化载流子迁移动力学，实现压电极化与光催化高效协同。研究选择钛酸铅（PbTiO3）作为催化剂，在其超薄纳米片上构筑纳米凹坑（NP），发现这些凹坑能增强压电极化强度、诱导电子汇集效应，并暴露低配位钛位点直接吸附活化氮气分子。实验结果显示，优化后的NP-PbTiO3在纯水中首小时氨产率达108.9 μmol·g-1，显著高于现有催化剂。结论表明，纳米凹坑通过晶格畸变增强极化电场、捕获电子形成富电子区域，并促进氮气活化与还原，为开发高性能铁电半导体催化剂提供了新思路。