近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）化学与制药学部周卫教授团队在压电光催化方面取得重要研究进展，该成果以“Hierarchical Bi₂Fe₄O₉/BiOI S-scheme heterojunctions with exceptional hydraulic shear induced photo-piezoelectric catalytic activity”为题在Nature旗下水资源领域期刊npj clean water（IF=10.4，中科院一区TOP）上在线发表。化药学部李贞子教授、周卫教授和黑龙江大学邢子鹏教授为本文共同通讯作者，齐鲁工业大学（山东省科学院）化学与化工学院为通讯单位。
光生载流子的快速复合导致了较低的光催化效率。为了解决这一难题，结合压电和光催化性质的压电光催化备受关注。压电效应是通过将机械能转换为化学能以驱动压电催化剂表面的氧化还原反应，其产生的压电势能够促进电荷的有效分离和转移。基于以上分析，本工作通过简单的水热方法设计合成了分级结构Bi₂Fe₄O₉/BiOI-S型异质结，表现出优异的压电光催化性能。丰富的分级结构提供了充足的表面活性位点，两者紧密耦合的叠层界面提供了电荷高效传递的通道，这种S型能级结构既保留了催化剂高的氧化还原能力，又实现了光生电荷的高效分离。压电光催化降解废水中抗生素四环素的效率高达99.4%，是单一组分的7倍，且多次循环使用性能保持不变，具有很高的稳定性，在水处理领域具有很高的应用价值。此外，该催化材料还具有优异的压电光催化产氢性能，制备绿氢的速率高达4089.36 μmol/h/g，在能源领域具有潜在的应用前景。本研究为设计合成高效的异质结压电光催化纳米材料提供了新思路。本工作受到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省高等学校“青创人才引育计划”等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41545-024-00382-x
李贞子，齐鲁工业大学（山东省科学院）教授，硕士生导师。入选2022年度全球前2%顶尖科学家榜单。目前担任全国工业统计学教学研究会健康医疗大数据学会理事、国际期刊Science and Engineering编委、Material Communications客座编辑。主要研究方向为统计数据分析及纳米材料在光热治疗与光催化中的应用研究。先后主持国家自然科学基金、省自然科学基金及中国博士后科学基金等十余项，以第一/通讯作者在Adv. Funct. Mater.、npj Clean Water、Small、Nano Energy、Coord. Chem. Rev.、Appl. Catal. B等国际期刊发表SCI收录论文70余篇，他引7000余次，h因子46，出版中文专著1部、英文著作2章节，授权发明专利10件，获省科学技术二等奖1项、中国商业联合会科学技术奖三等奖1项。
周卫，齐鲁工业大学（山东省科学院）教授，博士生导师。省杰出青年基金和省青年科技奖获得者，山东省高校青创团队能源环境光催化团队负责人。入选科睿唯安（Clarivate）2022年度全球“高被引科学家”和全球前2%顶尖科学家终身科学影响力榜单。目前担任中国感光学会青年理事会理事、中国感光学会光催化专业委员会委员、Advanced Powder Materials特聘编委、《中国化学快报》(Chinese Chemical Letters, CCL)青年编委、EcoEnergy青年编委、Materials Communications编委、Nanomaterials编委。主要研究多孔纳米材料在能源环境光催化领域的应用，近年来主持国家自然科学基金（6项）、省杰出青年基金等省部级项目二十余项，以第一/通讯作者在Mater. Sci. Eng. R、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等国际期刊发表SCI收录研究论文170余篇，被他人引用1.9万余次，h因子77，ESI TOP 1%高被引论文20余篇，封面论文10篇。出版中文专著2部、英文著作3章节，授权中国发明专利20余件，获省科学技术奖一等奖2项、省青年科技奖及市青年科技奖等。
