半导体光催化材料有望解决全球能源和环境问题，压电光催化是实现优异催化性能的有效方法之一，但是压电光催化剂通常需要超声等高能耗条件，从而限制了实际应用和进一步发展。因此，有关压电光催化性能得新材料设计研究具有重要得科学意义。。
针对以上科学问题，我校材料科学与工程学院讲师佟望舒在资源综合利用与环境能源新材料创新团队张以河教授、安琪副教授和黄洪伟教授指导下，利用改性石墨烯为增强体，制备聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔复合薄膜，实现了高灵敏的发电储能性能。研究取得以下创新性成果：
1、制备的改性石墨烯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔薄膜可以有效的将水流弱力转换成电能，并对外产生周期性电场；
2、在柔性多孔薄膜的作用下，TiO₂、BiOI和CdS的光催化性能分别提高300％、21％和400％。认为是复合薄膜产生的周期性电场使得半导体催化剂电子空穴分离效率提升，进而提高复合体系催化性能。

图1. 压电光催化剂的设计概念示意图
半导体催化剂负载在改性石墨烯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔复合薄膜上。

图2. 压电光催化剂催化过程示意图和催化性能
(m) TiO₂@rGO-F/PVDF-HFP、BiOI@rGO-F/PVDF-HFP和CdS@rGO-F/PVDF-HFP催化剂在水流扰动下，分别在紫外光、室内灯光以及可见光下进行光催化性能研究。 (n) TiO₂@rGO-F/PVDF-HFP光催化降解MO性能研究. (o) BiOI@rGO-F/PVDF-HFP光催化降解MO性能研究. (p) CdS@rGO-F/PVDF-HFP光催化产氢性能研究。
上述研究成果发表于《Nano Energy》上：Wangshu Tong, Yihe Zhang*, Hongwei Huang*, Ke Xiao, Shixin Yu, Yan Zhou, Leipeng Liu, Haitao Li, Lei Liu, Tao Huang, Min Li, Qian Zhang, Ruifeng Du, Qi An*. A highly sensitive hybridized soft piezophotocatalyst driven by gentle mechanical disturbances in water. Nano Energy, 2018, 53, 513–523. [IF=13.120]

附件20181214081556922641.pdf(3.782833MB)