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等離激元核殼納米結構可以使光催化更加高效，原因有多種。殼賦予納米粒子穩定性，擴大了光吸收，并且可以更有效地分離電子空穴對，從而減少復合損失。合成金屬@TiO₂核殼納米粒子，并對殼厚度進行納米控制，并了解其對最終光催化效率的影響仍然具有挑戰性。

近日，安特衛普大學Sammy W. Verbruggen提出了一種合成方法，用于制備具有超薄殼的Au@TiO₂核殼納米粒子，這些殼可以在2-12 nm范圍內精確調節，該方法基于鈦前體的受控緩慢水解。

文章要點

1）電磁模擬結合對光物理本體特性的全面表征，以及納米級能量電子損失譜和電子斷層掃描重建，有助于理解殼在提高光催化反應活性和穩定性方面的關鍵作用。

2）2 納米級的超薄殼不足以防止納米顆粒在退火時燒結，從而導致等離子體特性的損失。在達到 4 納米殼的最佳厚度后，進一步增加殼厚度會再次降低等離子體特性，因為等離子體耦合減弱。

3）光催化析氫實驗以及硬脂酸降解測試證實了這一趨勢。通過這項研究，研究人員證明并強調了在等離子體核殼結構中仔細控制殼厚度至關重要，因此可以釋放它們的最大應用潛力。

參考文獻

Rajeshreddy Ninakanti, et al, Au@TiO2 Core?Shell Nanoparticles with Nanometer-Controlled Shell Thickness for Balancing Stability and Field Enhancement in Plasmon-Enhanced Photocatalysis, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c09944

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09944