铁电材料展现出的压电催化效应和热释电催化效应作为新型催化技术,已经在污染物降解、氢气制备、肿瘤治疗等领域取得了较大的进展,成为近年来材料科学的研究热点之一。然而自然环境中难以获得能够激发铁电催化效应的物理场,并且目前关于铁电催化效应中物理化学过程的研究工作较少,对其自由基生成过程尚不明确,这些因素都限制了铁电催化效应的推广和应用。本论文将铁电催化与口腔医学进行结合,实现了基于压电催化效应以及热释电催化效应的牙齿美白,提出了以热为媒介的磁热-热释电新型磁电效应,实现了以磁场为动力的热释电催化效应。同时,本论文探索了铁电催化的物理化学过程,明确了铁电催化过程中自由基的生成路径。具体研究内容及主要结果如下:（1）压电催化效应及其无损伤牙齿美白应用基础研究。针对激发压电催化效应的机械振动难以获得的问题,利用刷牙振动物理场开展了其在牙齿美白领域的应用基础研究。通过水热法制备出四方相Ba Ti O3纳米颗粒,超声振动激励下,以靛蓝胭脂红可在35 min内降解92.7%。在10 h内实现着色牙齿的完全美白,牙齿釉面的色度变化接近60,且未对牙齿的形貌和功能造成损伤。本研究成功实现了基于压电催化效应的安全、高效、无损伤牙齿美白功能演示,实现了压电催化应用场景的外延。（2）热释电催化效应及其口腔医学应用基础研究。针对热释电催化效应对温度变化的苛刻要求,利用口腔温度诱导温度变化物理场,开展了热释电催化效应口腔医学应用基础研究。通过水热法制备出热释电催化性能优异的Ba Ti O3纳米线,当温差为+20℃时,3次冷热循环后,能够降解95%以上的靛蓝胭脂红溶液。将Ba Ti O3纳米线与水凝胶复合制成热释电美白牙套,在2000次冷热循环后实现牙齿釉面显著美白。此外,热释电催化效应具有细菌灭活特性,20次冷热循环后（20℃-45℃）,消灭64%的变形链球菌,有望高效预防龋齿。本研究利用日常口腔活动带来的温度变化,实现了热释电催化在口腔医学领域的初步应用。（3）基于磁-热-热释电多物理场耦合的热释电催化效应研究。针对热释电催化效应温度变化激励物理场难以获得的问题,开展了基于磁-热-热释电多物理场耦合催化效应的研究。从微观与宏观两个尺度上构建了磁热-热释电核壳结构,利用磁-热-热释电多物理场耦合效应,实现了以磁场为源,热为媒介的热释电催化效应。微观尺度上,Ba0.7Sr0.3Ti O3@La0.7Sr0.3Mn O3纳米核壳结构,在10个磁热循环后（26℃-66℃）实现了RhB溶液15%的降解;宏观尺度上,BaTiO3纳米线水凝胶包覆Fe3O4的复合结构在6个磁热循环后对4-CP、BP、BPA的降解率分别为83.6%、69.3%、62.6%。本研究中磁热-热释电协同新效应拓宽了热释电催化的激励物理场实现方法。（4）压电催化自由基生成路径的研究。针对铁电催化过程中物理化学过程的争议,以压电催化效应为例,通过自由基捕获剂的添加明确了·OH在有机物降解过程中的主导作用,证实了压电催化过程中H2O2的存在。当p H≤7时,H2O2的生成来自·O2-的转化,当p H＞7时,过量的·OH之间会相互结合生成H2O2,阐明了不同反应条件下H2O2的生成方式。同时发现了压电催化过程中·O2-以H2O2为中间产物向·OH转化的现象;当pH≤7时,·OH主要来自·O2-的转化,而当pH＞7时,·OH由空穴与OH-直接反应生成,阐明了不同反应环境下·OH的生成过程。最后,通过压电-芬顿体系的构建对压电催化过程中生成的H2O2加以利用,提升了压电催化性能。本研究探索了压电催化中的物理化学过程,揭示了自由基的生成路径,对压电催化的实际应用具有指导性意义。综上,本论文对铁电催化效应的应用拓展及其物理化学过程做出了详尽的研究。利用口腔活动中的振动摩擦以及温度变化,实现了基于压电催化效应与热释电催化效应的牙齿美白,将铁电催化效应与口腔医学结合,拓展了铁电催化的应用领域。同时借助多物理场耦合的方式,实现了磁场诱导的热释电催化效应,解除了热释电催化效应的环境限制。此外,本论文明确了不同反应环境下铁电催化效应的物理化学过程,推动了铁电催化理论的发展。希望本论文的相关工作对铁电催化效应的研究能够做出贡献。