DOI: 10.1021/acsami.9b23351

压电催化剂因其对有机物的优良降解性能而备受关注。本文制备了水热合成纳米立方体（NCs）、溶胶-凝胶煅烧纳米颗粒（NPs）和电纺纳米纤维（NFs）三种类型的BaTiO3（BTO）纳米结构，用于催化染料降解。与NCs和NPs相比，NFs由于具有大的比表面积，细小的晶体尺寸和易于变形的结构而具有更高的压电催化降解性能。此外，对影响BTO NFs降解性能的动力学因素，包括染料初始浓度、离子强度、超声功率和外加作用进行了深入分析。罗丹明B的降解速率常数高达0.0736 min-1，优于先前所报道的。循环试验表明，BTO NFs具有良好的稳定性，第三个循环后110分钟内仍有高达97.6%的降解率。此外，压电催化的机理揭示了羟基和超氧化物自由基是降解过程中的主要反应物种。这项工作对开发高性能压电催化剂具有重要意义，并突出了压电催化在水修复方面的潜力。

图1.BTO纳米结构的SEM图像：（a）NPs、（b）NCs和（d，f）NFs。（c）BTO NCs的侧面尺寸分布。（e）BTO NFs的直径大小分布。

图2.（a）BTO NPs、NCs和NFs的BET等温线、（b）孔径分布、（c）XRD图谱以及（d）RhB溶液（10 mg/L）的压电催化降解曲线。

图3.（a）BTO NFs的TEM图像、（b）高分辨率TEM图像和（c）SEAD模式。（d）PFM测量设置的示意图。（e）地形图、（f）相位滞后回线和幅值蝶形线与BTO NF施加电压的关系。

图4.（a）对于不同初始浓度的RhB溶液，BTO NFs的压电催化降解曲线和（b）相应k值。（c）NaCl浓度和（d）超声功率对RhB降解的影响（C0=7.5 mg/L）。

图5.（a）BTO NFs对RhB溶液（7.5 mg/L）的循环降解。（b）在降解过程之前和之后BTO NFs的O 1s XPS扫描。

图6.（a）•O2-和（b）•OH的ESR检测。（c）2-羟基TA的光致发光随超声时间的变化。（d）各种清除剂对BTO NFs的压电催化RhB降解。

图7.BTO NFs的压电催化降解原理图。