压电催化机理一直是一个备受争议的话题，其主要争论焦点在于其催化方式是属于受光催化启发的能带理论还是倾向于类似电催化的电子屏蔽效应。目前，大多数研究工作致力于通过载流子激发途径和理论计算等来区分和选择这两种压电催化机理，然而依旧缺乏足够的证据来证实其压电催化过程。二电子氧还原（ORR）产过氧化氢（H₂O₂）是一个经典的催化反应，而由于光催化和电催化ORR产H₂O₂的反应路径和产生的中间活性物种有所不同，因此通过检测压电催化ORR产H₂O₂的中间活性物种并与光催化和电催化两种反应路径进行对比，将有助于揭示和选择压电催化的反应机理。

近日，暨南大学朱明山教授团队，利用富含氧空位的溴氧铋材料（BOB-OV）进行压电催化、光催化和电催化ORR产H₂O₂反应，并搭建了原位电子顺磁共振光谱（EPR）系统用以检测与对比三种催化方式下ORR产H₂O₂的反应路径，通过分析和鉴别三种催化过程中的活性物种，确定了压电催化ORR反应机理更倾向于类似光催化的能带理论。这项研究为揭示压电催化反应机理提供了前瞻性的证据与见解。

具体而言，合成的BOB-OV形貌为纳米片状，并具有良好的光吸收、压电响应和导电性。实验结果证明，BOB-OV在压电催化、光催化和电催化三种方式下均可进行ORR产H₂O₂反应，在2小时的反应中，三种催化ORR的H₂O₂产量分别为372，297和85 µM。

原位EPR测试结果显示，在光催化与超声激发的压电催化反应中，均检测出超氧自由基（O₂^•-）的信号，并随着反应的进行逐步演变为超氧氢自由基（•OOH）。而在电催化反应中，则只观察到•OOH与氢自由基（•H）结合的谱图信号，这说明利用BOB-OV进行压电催化和光催化ORR反应过程一致，均为氧气先与单个电子反应生成O₂^•-，再与质子结合产生•OOH，而电催化过程则是氧气直接通过一个质子耦合电子转移步骤生成•OOH。此外，通过自由基信号图谱拟合和计算，可知BOB-OV 压电催化体系中，O₂^•-在100 s左右转化为•OOH，且浓度达到最大值541 µM，高于光催化（277 µM）和电催化体系（27 µM）。同时，BOB-OV的表面压电电势可达821 mV，这可导致BOB-OV发生能带倾斜与能带间隙的扩增，原位高压吸收光谱证实了这点。

最终，这项工作根据ORR产H₂O₂反应的中间活性物种检测以及BOB-OV材料能带结构与电子特性，证实压电催化机理倾向于类似光催化机理的能带理论，为进一步揭示与证实压电催化过程奠定了基础。