• 您的位置:首頁 >新聞中心>南航要聞>詳細內容

    南航要聞

    我校航空功能材料課題組在機械振動催化研究方面取得重要進展

    來源:材料學院 作者:劉智勇 發布時間:2020-08-31 16:26:33 瀏覽次數: 【字體:

    54ac493d6dbb4d58a6af5e88f962eba3.jpg

      啟航網訊  近日,我校航空功能材料課題組在機械振動催化研究方面取得重要進展,相關研究成果以“Vibration catalysis of eco-friendly Na0.5K0.5NbO3-based piezoelectric: An efficient phase boundary catalyst”為題并以第一單位在線發表于Applied Catalysis B: EnvironmentalIF=16.683)。

      壓電現象是自然界中普遍存在的物理現象,通過收集外部環境中分散的微小機械振動能(流水、震動、噪聲等)即可在壓電材料中誘導產生表面電荷,進而引發一系列催化反應(如:有機物污染物降解、抗菌殺毒、解水制氫等),在環境治理、空氣凈化及能源轉換領域中有著重要的應用前景。目前,尋找和設計具有高效轉換機械能-化學能的壓電材料成為關注焦點。

      針對難以獲得高效機械振動催化材料的難點,材料科學與工程學院航空功能材料課題組巧妙地將“準同型相界”這一思路引入到壓電催化材料的設計中,對傳統的無鉛壓電材料Na0.5K0.5NbO3通過Li元素的改性,在室溫附近構建四方和正交相共存的相界。研究表明,處在相界的壓電催化劑,催化活性是未改性Na0.5K0.5NbO3壓電材料的3.2倍。超聲振動作用下,有機污染物(羅丹明B)在100分鐘內的降解效率達到91%。通過壓電力顯微鏡(PFM)測試表明,相界處材料的壓電響應得到明顯地增強,進而可以在短時間內大幅提高材料的壓電催化活性。另外,通過COMSOLLandau-Ginsburg-Devonshire理論模擬,證實了相界處壓電材料極化勢壘能量最低,對外界的響應也最為敏感,這也是獲得高壓電催化活性的重要原因。這項成果不僅為高效壓電催化劑的設計提供了新思路,也進一步闡明了壓電催化降解有機污染物的內在機理。

      該論文通訊作者為我校材料科學與工程學院劉智勇博士和西北工業大學樊慧慶教授,第一作者為我校材料科學與工程學院碩士研究生張安,合作作者包括課題組成員盧金山教授、謝兵副教授、郭坤博士以及南昌大學柯善明教授和舒龍龍教授。該研究工作得到了國家自然科學基金、江西省教育廳基金等資助。

      論文連接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320307682


    終審:李言金
    【打印正文】
    21点