通过铁电材料中的自发极化现象实现较高的电荷分离性能在太阳能转化领域中非常吸引人、但是非常有挑战性。有鉴于此，中科院金属研究所胡卫进，大连化物所韩洪宪、李灿等报道了将BiFeO₃纳米粒子上担载高功函RuO₂共催化剂，在RuO₂/BiFeO₃界面上产生了高效电荷分离，显著增强了RuO₂/ BiFeO₃的界面光电压（达到3倍增加，从3.5 mV增加为9.5 mV），因此光催化水氧化反应的性能得以显著提高。在560 nm波长中的量子效率达到5.36 %，是迄今为止最高的铁电材料光催化结果，该工作展示了和薄膜铁电器件中的较低光电流密度相比，通过共催化剂合理的调控铁电自发极化效应能够有效的改善铁电半导体材料中的光生电荷转移。

本文要点：

（1）

RuO₂/BiFeO₃复合结构催化剂的产氧速率达到684 μmol h^-1 g^-1，该增强的光催化性能是通过BiFeO₃材料中的内建电场有效的分离光生电荷、进一步的将分离的电子传输到RuO₂中，通过这种协同作用有效的改善了光催化性能。和BiFeO₃薄膜的低光电流有非常明显的对比。

（2）

该铁电催化剂体系中，选择合适的共催化剂是其中的关键。

参考文献

Jafar H. Shah, Biaohong Huang, Ahmed M. Idris, Yong Liu, Anum S. Malik, Weijin Hu*, Zhidong Zhang, Hongxian Han*, Can Li

Regulation of Ferroelectric Polarization to Achieve Efficient Charge Separation and Transfer in Particulate RuO₂/BiFeO₃ for High Photocatalytic Water Oxidation Activity, Small 2020

DOI: 10.1002/smll.202003361

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202003361