光催化材料可产生电子和空穴，其在溶液中可进一步产生具有强氧化能力的活性自由基，实现催化反应。光催化实际应用中受到光照条件及溶液透光度等诸多限制，铁电材料的电偶极子有序排列，会在外部应力被打破，展现出压电效应。压电材料在振动激励下可以在溶液中产生活性自由基，从而实现振动驱动下的催化----压电催化。压电催化有望用于收集环境中的微弱振动能，驱动有机染料废水降解及分解水制氢清洁能源等。该项目中，综合应用压电物理相关理论和方法，系统研究了典型压电材料如钨酸铋、钛酸钡等的催化性能及物理机理，实现了振动驱动下的染料废水降解、分解水制氢清洁能源等；提出了在纳米线及纳米片等低维易弯曲压电纳米材料中，获得高压电催化效应的策略。在钛酸钡纳米线及钨酸铋纳米片等材料中，获得了显著的压电催化性能。并进一步运用铁电材料的光催化与压电催化双催化协同设计、添加少量炭黑促进载流子迁移等设计策略，进一步提高了压电催化性能。系统研究了铁电材料微结构及介电性能，为后续进一步提高振动驱动下的催化效应做好了铺垫。成果发表在Chemosphere(ESI前1%及1‰论文)、Nano Energy、J. Adv. Ceram.、J. Colloid Interf.、Sep. Purif. Technol.等期刊。本成果为压电催化在收集振动能及其在能源和环境中的实际应用提供了科学参考。