摘要
压电催化氢气生成技术通过将机械能直接转化为化学燃料，为解决全球能源危机带来了巨大希望。然而，开发高效的贵金属量子点功能化压电催化剂并理解其作用机制仍面临挑战。本研究通过一种简便的电纺丝-化学还原联合方法，构建了一种基于催化剂修饰的钯量子点功能化铋铁氧体纳米棒（Pd-BFO）的机械能转换平台，该平台能够有效实现高效的压电催化氢气生成反应。经过优化的Pd-BFO中，钯量子点的负载量仅为0.5?wt%，却能展现出4253.44?μmol?g?1??h?1的优异压电催化氢气生成速率，这一性能超过了目前报道的大多数催化剂。Pd-BFO之所以具有出色的压电催化性能，是因为铋铁氧体的固有铁电性、高效的界面电荷转移动力学以及钯量子点所提供的丰富活性位点之间的协同作用。此外，密度泛函理论计算表明，钯量子点使得d带中心向更负的能量水平移动，从而降低了氢气生成的总体吉布斯自由能。这些因素共同促进了Pd-BFO的高效压电催化氢气生成反应。本研究从理论和实验两方面探讨了通过催化剂修饰低负载贵金属量子点来设计高性能压电催化剂的可行方法，为推动实际应用中的压电催化氢气生成技术提供了有效策略。
图表摘要
通过简便的电纺丝-化学还原联合方法，成功合成了经催化剂修饰的钯量子点功能化BiFeO3纳米棒（Pd-BFO）。其中，钯量子点负载量为0.5?wt%的优化版Pd-BFO具有4253.44?μmol?g?1?h?1的出色压电催化氢气生成速率，并且稳定性良好。Pd-BFO的优异压电催化性能源于其固有铁电性、界面电荷转移动力学以及表面催化活化的协同作用。
利益冲突声明
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