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 實現太陽光驅動內建電場重構

　近日，南京工業大學陸春華教授、寇佳慧教授同東南大學趙遠錦教授合作制備了一種多功能光催化復合纖維，首次實現了太陽光驅動內建電場重構，并有效增強了光催化性能。

　　光催化反應是在太陽光照射下完成的化學反應，如果能夠在太陽光照射下實現內建電場重構，那么內建電場重構增強光催化這一研究策略將有效推動光催化技術的實際應用與發展。南京工業大學材料科學與工程學院博士研究生代寶瑩介紹說：“光熱材料可將太陽光轉化為熱能，而熱釋電材料可在溫度變化過程中產生電勢。于是，我們設計并構筑了熱釋電—光熱—光催化復合微米纖維系統，以實現太陽光驅動內建電場重構，將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約為16.9%。”

　　為充分發揮光熱材料和熱釋電材料的性能，該研究團隊將光催化反應構筑在復合纖維的表界面，形成熱收集型光催化微反應器。為了得到最佳的光催化性能，該團隊探討了熱釋電基底、光熱材料含量等與熱釋電電勢輸出及光催化性能的關聯，并對復合螺旋纖維的光催化穩定性進行了探索。

　　一直以來，光催化技術由于其可利用取之不盡的太陽能凈化環境和緩解能源危機而受到了廣泛關注。然而，較低的量子效率效率限制了光催化技術的實際應用，其主要原因之一是光生載流子的分離效率較低。為了促進載流子分離開發了很多的改性方法，其中在催化劑內構筑內建電場被認為是提高載流子分離效率的有效手段。然而，傳統內建電場很容易被光生載流子和自由電荷等屏蔽，致使內建電場對光催化性能的增強效應受到抑制。在以前的研究中內建電場重構主要依賴于機械能和水流能，對內建電場重構增強光催化的應用有一定的限制。