综述：二维压电催化剂中的缺陷工程：对机制与设计的三功能视角

《ChemSusChem》：Defect Engineering in Two-Dimensional Piezocatalysts: A Trifunctional Perspective on Mechanisms and Design

压电催化通过机械能驱动化学反应，是可持续能源与环境治理的重要方向。二维材料因压电效应弱、活性位点不足成为瓶颈，缺陷工程通过调节晶体对称性（角色1）、优化电子结构调控载流子行为（角色2）及构建高效活性位点（角色3）三重机制突破限制，已成功应用于环境修复、能源转换及生物医学等领域。

　　

摘要

压电催化利用无处不在的机械能来驱动化学转化，为能源生产和环境修复提供了一种可持续的方法。虽然二维（2D）材料是压电催化的理想平台，但其实际性能常常受到内在限制的阻碍，如压电性能弱和活性位点不足。缺陷工程已成为克服这些挑战的最有效策略。然而，对缺陷功能的全面理解仍在发展中。在这篇综述中，提出了一个统一的三功能框架来解析和合理化缺陷的作用。该框架认为缺陷的贡献可以系统地分为三类：通过对称性破缺调节压电响应（作用1）、通过电子结构工程调控载流子动力学（作用2），以及创建和优化活性位点以降低反应能量障碍（作用3）。该框架被应用于研究从环境修复和能源转换到生物医学等不同领域的最新进展。最后，概述了关键挑战和未来发展方向，为下一代二维压电催化剂的合理设计提供了概念性蓝图。

图形摘要

本文提出了一种“三功能框架”，以阐明缺陷如何克服二维压电材料的固有限制——即压电性能弱和活性位点稀缺的问题。该框架认为缺陷通过三种主要机制增强压电催化活性：1）调节压电响应；2）调控载流子动力学；3）创建和优化活性位点。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。