利用环境中的微小机械能（如工业废水的流动、自然风、声波）来驱动催化反应，是实现零能耗水处理的理想途径。压电材料在受到机械应力发生形变时，其内部会产生极化电场，即压电势。这个压电势可以驱动材料表面吸附的分子发生氧化还原反应。钛酸钡（BaTiO₃）是一种经典的、具有优异压电性能的铁电材料。在超声振动下，BaTiO₃纳米颗粒发生周期性形变，其表面产生的压电势如果足够高（>1V），理论上可以活化水中的过硫酸盐（PMS），通过注入电子产生硫酸根自由基（SO₄·⁻），或通过空穴氧化水分子产生羟基自由基（·OH），从而降解有机污染物。这构成了一个完全由机械能驱动的高级氧化体系。

  本研究合成了具有四方相和压电活性的BaTiO₃纳米颗粒。在超声振动和PMS的共同作用下，BaTiO₃/PMS/US体系对水中双酚A（BPA）展现了显著的协同降解效果，其降解速率常数远高于单独超声、单独PMS或BaTiO₃/US的简单加和。压电响应力显微镜和电化学测试证实了超声下BaTiO₃表面确实产生了压电势。自由基捕获实验和EPR表明，该体系中同时存在SO₄·⁻和·OH。其机理为：超声驱动BaTiO₃形变，产生压电电子和空穴。压电电子还原PMS产生SO₄·⁻；压电空穴氧化水分子或OH⁻产生·OH。两种自由基协同降解BPA。

  该体系在5次超声循环使用后，催化剂的活性保持稳定，展现出良好的可重复使用性。该研究创新地将压电电子学与高级氧化化学相结合，提出了一种“压电催化活化氧化剂”的新范式。它不仅为利用环境中废弃的微小机械能（如工业废水管道中的流体动能）进行水处理提供了科学依据，也为开发无需电力、无需光照的新型驱动水处理技术开辟了方向。

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