等離激元介導的電催化依賴于局域表面等離激元共振(LSPR)和電化學活化的耦合能力,成為一個有趣且蓬勃發展的領域。然而,其發展嚴重受到等離子體衰變引起的光電效應和光熱效應之間的糾纏,特別是在施加電勢的影響下。
在此,復旦大學Wen-Bin Cai,廈門大學Chao Zhan使用銀電催化劑上的LSPR介導的CO2還原作為模型系統,定量地揭示了在寬電位窗口內對CO2還原反應的主導光電效應,與相對負電位下對H2析出反應的主要光熱效應形成對比。
文章要點
1)研究發現,局域表面等離激元共振的激發選擇性地提高CO法拉第效率(-0.6 VRHE時17倍)和部分電流密度(-0.6 VRHE時100倍),抑制不需要的H2法拉第效率。
2)此外,原位衰減全反射表面增強紅外吸收光譜(ATR-SEIRAS)揭示了等離激元通過含羰基的 C1 中間體在 Ag 表面促進橋鍵 CO 的形成。
目前的工作展示了通過耦合等離激元和電化學對界面反應選擇性調節的深刻機制理解。
參考文獻
Yan Wei, et al, Uncovering Photoelectronic and Photothermal Effects in PlasmonMediated Electrocatalytic CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317740
DOI: 10.1002/anie.202317740
https://doi.org/10.1002/anie.202317740