【科技前沿】第14期：钙钛矿氧化物铁电半导体可见光催化析氢问题研究进展

【编者按】为了更好地营造校园学术氛围，传播我校学术科研动态，即日起，学校在校园网开辟“科技前沿”专栏，定期总结、回顾学校师生取得的科研成果。欢迎广大师生及时把自己的学术科研成果以邮件的形式告诉我们，我们希望获得您以下成果信息：为政府、企业、媒体进行了专业咨询；科技成果通过了相关鉴定；科技成果落地、实现产业化；发表了高水平的学术论文；获得了专利授权；出版、编著了专著、教材；获得了科技奖励；在重要学术会议上进行了发言……

我们愿意为有学术追求的师生搭建一个交流的平台，希望在师生的努力下，学校的学术氛围日益浓厚，让我们为实现电子信息特色鲜明的高水平大学而奋斗。联系邮箱：dwxcb@guet.edu.cn。

近日，我校材料科学与工程学院袁昌来研究员课题组和所在饶光辉八桂学者研究团队，在国际材料科学领域顶级期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》发表了题为“Enhanced Visible Photocatalytic Hydrogen Evolution of KN-Based Semiconducting FerroelectricsviaBand-Gap Engineering and High-Field Poling”的学术论文，该论文第一作者为我校硕士研究生兰雨晨，通讯作者为袁昌来研究员（我校为第一通讯单位），北京科技大学陈俊教授、周建华副教授和饶光辉教授为论文共同通讯作者。《ACS Applied Materials & Interfaces》是美国化学协会创办的材料领域顶级期刊，中科院工程技术分区1区和JCR材料科学分区1区TOP期刊，2021年影响因子为9.23（2021年发表论文5927篇）。

随着世界经济的繁荣和人口的增长，不可再生能源的日益稀缺潜在阻碍了人类社会的进一步发展。因此，可持续、绿色和高效的能源转换方式的开发迫在眉睫。光催化析氢作为一种非常具有前景的太阳能能量转化技术，由于其洁净长久的驱动力和产物高的燃烧效率，在国内外的研究得到了迅速发展。高效率、无污染的光催化析氢材料的开发，可以助力国家实现“双碳目标”的达成，加快推动我国绿色能源革命的进程。

本论文通过Ba、Ni、Bi共掺杂策略，制备了一系列具有窄带隙和高场极化能力的KNbO3基铁电半导体光催化材料。高场极化诱导的去极化电场(Edp)有效增强了样品的可见光催化析氢能力，最高析氢速率是未极化样品的5.4倍。光催化析氢速率的提高主要是由于带隙的显著减小和高场极化诱导Edp的协同效应。极化样品中能带结构的变化进一步揭示了高场极化可以通过能带弯曲来加速载流子的迁移。深入了解高场强极化诱导Edp增强光催化活性的机理，可为钙钛矿氧化物铁电光催化材料在可见光催化领域的进一步发展提供新思路。

该研究工作得到了广西自然科学基金和广西八桂学者平台的资助。