东南徐春祥/暨大游道通Nano Energy：极化诱导内电场控制BiFeO3纳米纤维的压电光催化和铁光电化学性能

开发具有极化电场的无铅铁电体铁酸铋（BiFeO₃）以调节压电光催化和铁光电化学（PEC）中的电荷传输特性，是一项很有希望但也很有挑战性的工作，特别是杂质相和氧空位等缺陷导致弱极化和大BiFeO₃的漏电流。

基于此，东南大学徐春祥教授和暨南大学游道通助理研究员（共同通讯作者）等人报道了一种简便的静电纺丝策略，通过A-位点Pr离子和B-位点Mn离子共掺杂来改性铁酸铋（BiFeO₃）纳米纤维（BiPrFeMnO₃）。

通过上述方式，氧空位的浓度和Fe³⁺到Fe²⁺的化合价被显着抑制，并获得了菱形（R）到四方（T）相的晶型相界（MPB），从而导致更好的铁电性能和更低的漏电流。

因此，BiPrFeMnO₃纳米纤维能够通过磁力搅拌（压电效应）和光照射（光催化效应）产生较大的压电电位，从而产生优异的压电光催化性能。

通过实验测试发现，BiPrFeMnO₃纳米纤维对罗丹明B的降解率为0.1352 min^-1，分别比BiFeO₃、BiPrFeO₃和BiFeMnO₃高为8.29、4.3和4.2倍。

此外，在BiPrFeMnO₃中观察到通过控制极化状态优化PEC性能。在模拟太阳光照射下，通过在+4和-4 V之间调整极化电压，可以有效地将光电流调整16倍以上（0 V vs Ag/AgCl时为8.2-131.2 μA·cm^-2）。

同时，起始电位从-0.16到-0.18 V，有利于PEC反应。该工作清楚地了解了铁电极化和太阳能转换的作用，并提供了一种开发高效压电/铁电纳米材料的方法。

Polarization-induced Internal Electric Field to Manipulate Piezo-photocatalytic and Ferro-photoelectrochemical Performance in Bismuth Ferrite Nanofibers. Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106852.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106852.

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