随着工业化进程的加速，染料废水成为严重的环境问题，亟需开发高效环保的催化剂和催化技术。摩擦起电是一种将机械能转化为电能的自然现象，通过摩擦过程诱导产生正负电荷。这些电荷分别与溶液中的氢氧根离子和溶解氧反应，生成活性自由基（如羟基自由基 、超氧自由基 ），从而将有机染料分子降解为二氧化碳和水，展现出显著的环保废水处理效果。在本研究中，通过对中心对称的SrTiO₃进行掺杂，晶格中产生了应力和缺陷，进而改变其电子结构和内电场，提升了摩擦催化性能，对这些机制进行了深入探讨。本研究揭示了摩擦催化效率与催化剂电子结构的紧密关联。通过对SrTiO₃进行铑（Rh）和碳（C）的单掺杂与双掺杂处理，导致晶格收缩、应力形成，并产生显著的氧空位缺陷。在光照下，使用一个聚四氟乙烯磁力搅拌籽（8mm×20mm），以低频（20 Hz）对罗丹明B（RhB）染料废水进行降解，2小时内降解率达88%，反应速率常数为0.9 h⁻¹。相比超声高频（40 kHz）条件下的研究，降解效果显著提升，且伴随蓝移现象。实验结果表明，当能带隙（Eg）接近3.0 eV时，摩擦催化效率最高。此外，掺杂引入的挠曲电场可能进一步增强催化性能，但仍受到材料电子结构的限制。张红芳（通讯作者），苏州科技大学物理科学与技术学院副教授，主要研究方向为铁电功能材料，特别是铁电、压电、热电材料，以及用于有机染料光催化降解和二氧化碳还原的铁电半导体材料。
高炬（通讯作者），香港大学教授，主要研究领域：钙钛矿氧化物材料与薄膜功能材料与传感器。
