南京工業大學教授陸春華、寇佳慧與東南大學教授趙遠錦合作制備了一種多功能光催化復合纖維，首次實現了太陽光驅動內建電場重構，并有效增強光催化性能提高。日前，這一研究成果以《構筑紅外光響應的光生電子驅動器來增強光催化產氫》為題，作為封面文章發表在《先進材料》上。

光催化反應是在太陽光照射下完成的化學反應，如果能夠在太陽光照射下實現內建電場重構，那么內建電場重構增強光催化這一研究策略將有效推動光催化技術的實際應用與發展。

據論文第一作者、南京工業大學材料科學與工程學院博士生代寶瑩介紹，課題組創新性地設計并構筑了熱釋電—光熱—光催化復合微米纖維PVDF-HFP/CNT/CdS-Pt系統，以實現太陽光驅動內建電場重構，并顯著提高光催化分解水制氫效率達5倍以上，對應的平均表觀量子效率約為16.9%。

為了充分發揮光熱材料和熱釋電材料的性能，該團隊將光催化反應局域在構筑的復合纖維的表界面，形成熱收集型光催化微反應器。為了得到最佳的光催化性能，他們探討了熱釋電基底、光熱材料含量等與熱釋電電勢輸出及光催化性能的關聯，并對復合螺旋纖維的光催化穩定性進行了探索。

其研究表明太陽光驅動內建電場重構可實現光催化性能的顯著提高。另外，該團隊通過變溫熒光和變溫光電化學表征等技術手段，探索了熱釋電內建電場對光生載流子分離、傳輸及壽命的影響，為未來太陽光驅動內建電場重構增強光催化性能的研究提供了理論依據與指導。

據了解，該研究成果將來可以用來分解水制備清潔可再生能源氫氣、還原溫室氣體二氧化碳、氮氧化物固定、降解生產和生活中形成的有毒有害物質（如工業有機染料、醫用抗生素、家居裝修產生的甲醛等）等，以緩解日益嚴峻的環境和能源問題。

相關論文信息： 

https://doi.org/10.1002/adma.201906361