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?蘇大路建美/李娜君Nano Energy：雜原子摻雜誘導晶格畸變，提高SnS2催化降解雙酚A和析氫活性

廢水中的有機污染物，特別是持久性和有毒的酚類化合物，對生態系統造成了巨大的危害。此外，化石燃料消耗量的增加也造成了嚴重的能源短缺。壓電催化能夠將機械振動轉化為化學能，為廢水凈化和能源再生提供了一種有前途的替代技術。二硫化錫(SnS₂)在壓電催化領域引起了廣泛的關注，但由于壓電效應的不良影響，其催化效率仍然遠遠不能令人滿意。

基于此，蘇州大學路建美和李娜君等利用Cu和Ag作為摻雜劑對SnS₂進行摻雜，促進了電荷的分離和傳輸。

以水中酚類有機污染物的降解率為評價指標，以雙酚A水溶液(20 mL，10mg L^?1，pH=7.59)為主要目標污染物，研究了催化劑對水中酚類有機污染物的壓電催化活性。最優的Sn_0.97Ag_0.03S₂在30分鐘內的降解效率約為100%，反應速率常數k為0.1231 min^?1。這可能是由于較大的Ag⁺半徑引起的晶格畸變較大，從而導致壓電響應增強。通過五個雙酚A降解循環來測定壓電催化劑的穩定性，每個循環的去除率保持在95%左右；Sn_0.97Ag_0.03S₂在循環后結構和組分沒有變化。

研究人員還研究了Sn_0.97Ag_0.03S₂對其他酚類有機污染物的壓電催化降解性能。結果表明，Sn_0.97Ag_0.03S₂催化劑在45min內對2，4-DCP、對甲苯酚和苯酚的去除率分別為87.6%、92.6%和96.3%，表明了該催化劑對酚類有機污染物的高效降解能力。

實驗結果和機理分析表明，摻雜可以誘導S空位和形成非晶態，增加表面反應中心的數目；由于摻雜后的晶格畸變和電荷分布不均勻，可以大大改善SnS₂的壓電效應，這些協同效應導致載體和活性物質濃度升高。

更重要的是，因為Ag的半徑較大，Ag摻雜加劇了晶格變形，表現出最高的壓電催化性能。綜上，該項工作所提出的晶格畸變工程可以為開發環境修復和制氫壓電催化劑提供指導。

Enhanced Piezocatalytic Activity in Ion-doped SnS₂ via Lattice Distortion Engineering for BPA Degradation and Hydrogen Production. Nano Energy, 2023. DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.108165

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