成果简介
压电催化可以用来收集环境中广泛存在的和可再生的机械振动，将机械能转化为化学能，这在各种重要的应用中得到了应用，通常，聚偏氟乙烯（PVDF）/石墨烯复合压电催化剂因其可回收性、灵活性和易于制备而被使用。然而，其压电催化性能差，主要是由于PVDF基体中包裹的石墨烯阻止了生成的电荷完全进入污染物，这仍然是一个挑战。
本文，中国地质大学（北京）张以河教授课题组在《J. Mater. Chem. A》期刊发表名为“Piezocatalytic performance enhancement using the sandwich structure of a PVDF-HFP/graphene film”的论文，研究提出利用相转换和 “自组装策略 “制备了一种名为PVDF-六氟丙烯@还原氧化石墨烯（PVDF-HFP@rGO）的夹层薄膜，以PVDF-HFP为夹层，rGO为外层，充分暴露出rGO。在600rpm的磁力搅拌下，PVDF-HFP@rGO对亚甲基蓝的降解效率在60分钟内达到98%，高于传统复合膜（约75%）和纯PVDF-HFP膜（约8.0%）。通过在不同条件下的对比实验，如改变rGO的带状结构、改变PVDF-HFP的层间厚度和使用不同的层结构，分别验证了rGO的电荷供应、PVDF-HFP的压电场提供以及夹层结构的优势。因此，夹层结构增强的压电催化性能为高性能PVDF/石墨烯复合压电催化剂的结构设计提供了新的思路。
图文导读
图1、GO和rGO的特征
图2、PVDF-HFP@rGO的合成示意图
图4、PVDF-HFP@rGO的水污染物降解
图5、ROS产生的压电催化活性
图6、磁力搅拌作用下PVDF-HFP@rGO夹层多孔膜MB分解机理示意图.
小结
本文开发了一种合成PVDF-HFP@rGO夹层多孔薄膜的新方法。与PVDF-HFP/rGO复合薄膜和纯PVDF-HFP薄膜相比，制备的夹层薄膜表现出优异的MB压电催化性能。综上所述，压电催化性能在很大程度上取决于rGO的电荷态与PVDF-HFP提供的压电势之间的协同作用。夹层结构可实现轻松的电荷交换和高压电场供应。本工作对多层压电催化剂的设计具有重要意义，突出了PVDF-HFP多孔压电薄膜在弱力压电催化中的应用前景。
文献：https://doi.org/10.1039/D2TA08651D
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