铁电材料具有自发极化作用形成材料的内建电场，从而在材料内部将光生电荷实现空间分离，因此在光催化分解水领域具有应用前景。但是通常铁电效应伴随着本征缺陷位点，特别是氧缺陷，这种缺陷对光催化活性的影响并没有得到理解，而且仍无法对这种效应进行调控。

有鉴于此，中科院金属研究所刘岗（Gang Liu）等报道通过理论和实验两个角度研究氧缺陷对单畴PbTiO₃材料光催化水氧化生成O₂性能的影响，结果显示负电荷极化的（001）晶面氧缺陷位点是水氧化生成O­₂的活性位点，无缺陷的样品主要生成H₂O₂。

本文要点：

(1)

表征发现，PbTiO₃/Rh/Cr₂O₃水氧化在435 nm的表观量子产率为0.025 %，这个效率对于单一未掺杂型金属氧化物光催化剂是个非常好的结果。

(2)

通过这种PbTiO₃种的电荷分离效应说明氧空穴、极化强度、光催化活性之间具有较强的相互关系。这项工作说明氧空穴在PbTiO₃光催化反应的作用，为设计高效率的铁电材料光催化剂和光催化反应过程提供经验。

参考文献

Gedeng Wan, Lichang Yin, Xing Chen, Xiaoxiang Xu, Jie Huang, Chao Zhen, Huaze Zhu, Biaohong Huang, Weijin Hu, Zhaohui Ren, He Tian, Lianzhou Wang, Gang Liu*, and Hui-Ming Cheng, Photocatalytic Overall Water Splitting over PbTiO₃ Modulated by Oxygen Vacancy and Ferroelectric Polarization, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c08177

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c08177