DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105122

光生电子和空穴的有效分离是决定催化剂光催化效率的重要因素。在此，研究者提出了一种核/壳型BaTiO3/TiO2纳米复合材料，其可通过压电效应呈现出增强的光催化性能。在超声活化下由静电纺丝制备的BaTiO3/TiO2纳米纤维中压电相产生的极化作用显著提高了催化剂的光催化性能。在超声和紫外光的共同激发下，极化BaTiO3/TiO2纳米纤维在RhB染料上的氧化速率常数可达到9.67×10-2 min-1，分别是仅在紫外光照射下的TiO2纳米纤维和BaTiO3/TiO2纳米纤维相应值的3.51倍和3.22倍。本文为通过机械振动改善光催化性能提供了一种有希望的策略，同时也有助于理解压电和光催化作用之间的耦合机理。

图1.所制备产品的XRD图谱和室温拉曼光谱。（a）合成的BaTiO3、TiO2和BaTiO3/TiO2样品的XRD图谱。（b）BT/TiO纳米复合材料的拉曼光谱。

图2.BT/TO NFs的表征。（a）BT/TO NFs的SEM图像。（b）单BT/TO NF的TEM图像。（c）BT/TO NFs的高分辨率放大TEM图像和相应SAED图谱（插图）。（d）STEM-HAADF图像和相应的Ba、Ti和O的EDS元素映射。

图3.TiO2 NFs、BaTiO3纳米颗粒和BT/TO NFs的紫外-可见漫反射光谱（DRS）。插图显示了TiO2、BaTiO3和BT/TO的带隙。

图4.TiO2和BT/TO纳米纤维在不同催化模式下降解RhB的催化性能：（a）紫外光照射下的TiO2，（b）超声波照射下的极化BT/TO NFs，（c）紫外光照射下的BT/TO纳米纤维，（d）在紫外辐射和超声波的结合下极化的BT/TO NFs。

图5.（a）和（b）RhB随时间变化的催化降解效率及其对应TiO2 NFs和BT/TO NFs在紫外光或超声波下的动力学曲线。（b）拟一阶动力学的线性拟合；（c）比较在各种催化条件下TiO2 NFs和BT/TO NFs降解RhB的相应表观速率常数，以及（d）BT/TO NFs协同压电光催化RhB的循环稳定性。

图6.紫外光照射下异质结构BT/TO NFs中电子-空穴对分离和转移的示意图，（b）BT/TO NFs的压电光催化过程示意图和BT/TO 异质结构在紫外光和超声波作用下的能带图，（c）直流电场作用下BT/TO NFs的极化过程示意图；（d）超声波作用下BT/TO NFs的压电催化原理示意图；（I）原始状态；（二）正压力应力；