压电（光）催化基础解析：压电实验的过程与机制

在常规光催化反应中，由于光生电荷载流子的快速复合，导致光催化效率通常较低。为了解决这一问题，结合压电和光催化特性的压电光催化技术，在水分解和有机污染物降解等领域展现了显著优势。压电效应能够将机械能（如风能、潮汐能或水流）转化为化学能，驱动催化剂表面的氧化还原反应。这种效应不仅促进了电荷的分离和转移，还调节了电荷载流子的能量，从而在热力学上促进催化反应。

具体步骤如下：

1. 气体控制部分：首先，将合成的压电催化剂分散在含有30毫升去离子水的石英玻璃反应器中。使用多路气氛控制器对反应器进行抽真空，并用氩气冲洗约10次，以去除其中的空气。

2. 压电效应发生部分：然后，将装有催化剂悬浮液的石英玻璃反应器置于功率为240瓦、频率为68千赫兹的超声波装置中，保持反应温度在25摄氏度。

3. 产物检测部分：最后，每30分钟使用注射器抽取0.4微升气体产物，并通过气相色谱仪分析氢气含量。对于液体产物H₂O₂，定期从反应器中取出1毫升溶液，离心分离出压电催化剂后，使用N,N-二乙基-p-苯二胺（DPD）-辣根过氧化物酶（POD）法进行定量分析。 在这个实验中，压电效应是通过施加机械应力（例如超声波振动）来实现的。而在压电光催化系统中，只需在此基础上添加光源照射样品即可完成整个反应过程。