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天津大学刘乐全、叶金花团队JACS:界面电荷提取之于光催化全水分解制氢的关键作用

研之成理 2026-03-31 11:21
文章摘要
本文研究背景为光催化全水分解是太阳能制氢的理想途径,单畴铁电钛酸铅因其内部强极化场可实现高效体相电荷分离,被视为潜力材料,但其实际催化效率远低于理论预期。研究目的在于探究制约其性能的关键因素,并开发有效的界面调控策略。研究结论表明,性能瓶颈主要在于光生电子在材料与助催化剂界面的提取效率低下,其深层原因与Pb-O表面封端结构有关;通过选择性刻蚀将正极化面重构为Ti-O封端,可协同减弱界面电场并增强非绝热耦合,从而大幅提升电子转移速率和光催化活性,使全水分解效率提升46.1倍,在360 nm下表观量子效率达6.8%,创下铁电光催化剂纪录。
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