压电光催化技术是一种能够将机械能和太阳能存储到化学分子中的前沿技术，被人们看作具有前景的固N₂的技术手段。

有鉴于此，福州大学戴文新、中国地质大学（北京）黄洪伟等首次将缺陷催化和压电催化领域结合，通过调控BaTiO₃的氧缺陷实现了前所未有的压电-光催化固氮，并且揭示了压电光催化协同机理。

主要内容

（1）

通过引入氧缺陷，影响BaTiO₃的局部偶极态，增强BaTiO₃的压电极化，从而导致光生载流子更好的分离。与氧缺陷相邻的Ti³⁺能够通过d轨道未成对电子的d-π反馈作用，改善化学吸附N₂。压电极化电场能够调控Ti³⁺的电子结构，促进N₂分子的活化和解离，显著降低固氮反应决速步能垒。

（2）

通过以上的协同作用以及优化的表面反应动力学，具有合适氧空穴位点浓度的BaTiO₃压电光催化固氮反应制备NH₃实现了106.7 μmol g^-1 h^-1，远远超过以往报道的压电/压电光催化活性。这项研究有助于理性设计压电光催化固氮催化剂。

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Jie Yuan, Wenhui Feng, Yongfan Zhang, Jianyu Xiao, Xiaoyan Zhang, Yinting Wu, Wenkang Ni, Hongwei Huang, Wenxin Dai, Unraveling Synergistic Effect of Defects and Piezoelectric Field in Breakthrough Piezo-Photocatalytic N₂ Reduction, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303845

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202303845