近日，77779193永利集团汤玉斐教授团队提出了在压电催化剂的共振频率处激发变形以提高其变形量，研究了共振效应对压电催化活性的促进作用。该研究为低能量超声激活压电催化实现高效降解提供了一条新的途径，有望作为曝气滤池中填料使用，以实现无需新增设备，在单位时间内快速深度降解废水的目标，具有实际意义。相关成果以题为“Resonance of KNbO₃nanofibers is effectively stimulated by ultrasound with low frequency and low power to enhance piezocatalytic activity.”发表在英国皇家化学会期刊Journal of Materials Chemistry A上(IF=11.9)。论文第一作者为永利集团博士生郑婉星，通讯作者为永利集团汤玉斐教授。

在能量转换和水处理领域，常采用机械能刺激压电催化剂内部极化，使机械能转化为化学能，诱导压电势驱动催化剂表面发生氧化还原反应。机械能的增加一般会提高压电催化剂表面的压电势，从而提高其压电催化活性。然而，增加机械能的输入会导致设备能耗升高，且超声发生器以及搅拌设备需要电力来运行。大部分电能是由传统的火力发电提供，不仅发电效率低，并且使用化石燃料的过程中还伴随着能源以及环境污染问题。因此，亟待开发一种能够将大量机械能传递给压电催化剂，同时将能量耗散最小化的技术。本工作是在前期《Journal of Materials Chemistry A》发表论文工作的基础之上，微观调控压电催化剂的共振频率，以响应低频率低功率的超声波，实现低能耗降解废水。

该工作获得国家自然科学基金（52172073）和陕西省教育厅科研计划项目（No. 23JC058）的支持。汤玉斐教授团队已经在《Advanced Functional Materials》，《Journal of Materials Chemistry A》,《ACS Applied Materials & Interfaces》等国际顶级期刊发表多篇高水平研究论文。

论文链接：

https://doi.org/10.1039/D3TA08028E

图1.KNbO₃纳米纤维共振增强压电催化的机制。