本技术涉及介电材料技术领域,提供了一种低流速驱动的压电光催化复合膜及其制备方法和应用。制备过程包括:将g-C3N4与压电材料复合,形成具有压电效应的光催化膜。该复合膜能在低流速条件下有效催化反应,具有广泛的应用前景。
背景技术
不可再生能源资源的日益消耗正在加剧全球能源危机。Fujishima和Honda的开创性工作揭示了TiO2
光催化产氢的潜力,为可持续能源生成提供了新的方案。这一发现揭示了半导体在光催化水分解中的潜力,为缓解能源短缺提供了一个有希望的策略。最近,由石墨化碳氮化物(g-C3
N4
)组成的异质结作为高效的光催化剂用于氢气生产,但其性能受到可见光吸收差和高载流子复合率的阻碍。通过表面形态调控和缺陷工程等改善异质结的光催化活性的方法虽然显示出前景,但受到电场,调节能力有限等因素的限制。在这种情况下,压电材料的内部极化电场近年来引起了学界的关注。许多研究致力于阐明这种内置场对载流子动力学和寿命的影响,以及其增强光催化过程的潜力。
PVDF-TrFE以其卓越的机械韧性、化学稳定性和显著的压电常数而著称,使其成为光催化剂的优质基底。PVDF-TrFE的β相因其优于α相的电活性对于提高压电能力至关重要。因此,研究者们提出了多种制造PVDF-TrFE的技术,包括静电纺丝、机械拉伸、机械压力和在强电场中的极化,以促进高质量β相PVDF-TrFE的形成。然而,这些制造过程非常复杂,而且通常成本高昂所以难以应用到实际的工业生产。
实现思路