苏大路建美/李娜君Nano Energy：杂原子掺杂诱导晶格畸变，提高SnS2催化降解双酚A和析氢活性

废水中的有机污染物，特别是持久性和有毒的酚类化合物，对生态系统造成了巨大的危害。此外，化石燃料消耗量的增加也造成了严重的能源短缺。压电催化能够将机械振动转化为化学能，为废水净化和能源再生提供了一种有前途的替代技术。二硫化锡(SnS₂)在压电催化领域引起了广泛的关注，但由于压电效应的不良影响，其催化效率仍然远远不能令人满意。

基于此，苏州大学路建美和李娜君等利用Cu和Ag作为掺杂剂对SnS₂进行掺杂，促进了电荷的分离和传输。

以水中酚类有机污染物的降解率为评价指标，以双酚A水溶液(20 mL，10mg L⁻¹，pH=7.59)为主要目标污染物，研究了催化剂对水中酚类有机污染物的压电催化活性。最优的Sn_0.97Ag_0.03S₂在30分钟内的降解效率约为100%，反应速率常数k为0.1231 min⁻¹。这可能是由于较大的Ag⁺半径引起的晶格畸变较大，从而导致压电响应增强。通过五个双酚A降解循环来测定压电催化剂的稳定性，每个循环的去除率保持在95%左右；Sn_0.97Ag_0.03S₂在循环后结构和组分没有变化。

研究人员还研究了Sn_0.97Ag_0.03S₂对其他酚类有机污染物的压电催化降解性能。结果表明，Sn_0.97Ag_0.03S₂催化剂在45min内对2，4-DCP、对甲苯酚和苯酚的去除率分别为87.6%、92.6%和96.3%，表明了该催化剂对酚类有机污染物的高效降解能力。

实验结果和机理分析表明，掺杂可以诱导S空位和形成非晶态，增加表面反应中心的数目；由于掺杂后的晶格畸变和电荷分布不均匀，可以大大改善SnS₂的压电效应，这些协同效应导致载体和活性物质浓度升高。

更重要的是，因为Ag的半径较大，Ag掺杂加剧了晶格变形，表现出最高的压电催化性能。综上，该项工作所提出的晶格畸变工程可以为开发环境修复和制氢压电催化剂提供指导。

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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