構築內建電場被視為促進光生載流子分離提高光催化劑性能的有效途徑。鐵電材料由於其可產生自發極化電場抑制載流子複合而受到廣泛關注。然而，自發極化內建電場易於被載流子和帶電粒子飽和，嚴重限制了其對光生載流子分離的促進作用。為了解決這個問題，機械能驅動鐵電材料產生可再生內建電場持續增強光催化性能的研究相繼被報道。雖然取得了一定的進步，但可再生內建電場的產生需要消耗額外的能量，與當今的可持續發展戰略相違背。因此，急需開發新型材料體系以實現自然界低密度能量驅動內建電場產生並持續增強光催化性能的提升。
在此背景下，南京工業大學材料學院許仲梓、陸春華教授團隊與東南大學趙遠錦教授團隊合作，通過構築熱釋電-光熱-光催化複合微米纖維PVDF-HFP/CNT/CdS首次將熱釋電電場引入到光催化反應中。在紅外光驅動熱釋電電場的作用下，複合微米纖維光催化分解水制氫效率提高了5倍以上，對應的平均表觀量子效率為16.9%。通過熱釋電輸出測試、變溫電化學測試及變溫熒光表徵等證明了熱釋電電場通過有效促進載流子分離、加快載流子遷移速度和延長載流子壽命可顯著增強光催化性能。相關研究成果日前以題為“Construction of Infrared-light-responsive Photoinduced Carriers Driver for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution” 刊登於材料領域國際期刊Advanced Materials上，論文第一作者為博士研究生代寶瑩，通訊作者為我院陸春華教授、寇佳慧教授與東南大學趙遠錦教授。相關研究得到了國家自然科學基金、江蘇高校優勢學科建設工程、江蘇先進無機功能複合材料協同創新中心和江蘇高校青藍工程等的資助。
來源 南京工業大學材料學院
論文鏈接：
https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.201906361
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