開發(fā)具有極化電場的無鉛鐵電體鐵酸鉍(BiFeO3)以調(diào)節(jié)壓電光催化和鐵光電化學(xué)(PEC)中的電荷傳輸特性,是一項(xiàng)很有希望但也很有挑戰(zhàn)性的工作,特別是雜質(zhì)相和氧空位等缺陷導(dǎo)致弱極化和大BiFeO3的漏電流。基于此,東南大學(xué)徐春祥教授和暨南大學(xué)游道通助理研究員(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種簡便的靜電紡絲策略,通過A-位點(diǎn)Pr離子和B-位點(diǎn)Mn離子共摻雜來改性鐵酸鉍(BiFeO3)納米纖維(BiPrFeMnO3)。通過上述方式,氧空位的濃度和Fe3+到Fe2+的化合價(jià)被顯著抑制,并獲得了菱形(R)到四方(T)相的晶型相界(MPB),從而導(dǎo)致更好的鐵電性能和更低的漏電流。因此,BiPrFeMnO3納米纖維能夠通過磁力攪拌(壓電效應(yīng))和光照射(光催化效應(yīng))產(chǎn)生較大的壓電電位,從而產(chǎn)生優(yōu)異的壓電光催化性能。通過實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn),BiPrFeMnO3納米纖維對羅丹明B的降解率為0.1352 min-1,分別比BiFeO3、BiPrFeO3和BiFeMnO3高為8.29、4.3和4.2倍。此外,在BiPrFeMnO3中觀察到通過控制極化狀態(tài)優(yōu)化PEC性能。在模擬太陽光照射下,通過在+4和-4 V之間調(diào)整極化電壓,可以有效地將光電流調(diào)整16倍以上(0 V vs Ag/AgCl時(shí)為8.2-131.2 μA·cm-2)。同時(shí),起始電位從-0.16到-0.18 V,有利于PEC反應(yīng)。該工作清楚地了解了鐵電極化和太陽能轉(zhuǎn)換的作用,并提供了一種開發(fā)高效壓電/鐵電納米材料的方法。Polarization-induced Internal Electric Field to Manipulate Piezo-photocatalytic and Ferro-photoelectrochemical Performance in Bismuth Ferrite Nanofibers. Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106852.https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106852.