金屬納米結構的Plasmonic共振強度在電荷的產生和分離起到關鍵作用,能夠直接影響plasmon光催化反應活性。調控和增強plasmonic效應的方法包括設計納米結構,比如含有尖銳角度的三角形納米片、具有“熱點”區域的納米結構二聚體。但是這種方法通常導致plasmonic強度和共振能量之間的權衡,并且損害局部電荷密度和光催化性能。
有鑒于此,中國科學院大連化物所李燦院士、范峰滔研究員等報道基于理論預測發現SrTiO3表面的有序Au納米粒子能夠實現方便的控制plasmonic光催化劑。
這種plasmonic光催化劑不僅具有增強表面plasmon共振(SPR),而且由于表面晶格共振效應,能夠產生恒定SPR共振能量。
(2)
這種權衡改善了電荷分離效率,增強催化活性位點的局部電荷密度,通過理論計算、表面光電壓顯微鏡、超快瞬態吸收光譜等驗證。這種優化后的周期性光催化劑在光催化水氧化反應中性能比結構無序的光催化劑提高7倍。這項工作有助于平衡SPR的強度和能量,促進plasmonic材料的光催化性能。
參考文獻
Yuying Gao, Qianhong Zhu, Jianfeng Zhao, Yuxin Xie, Fengtao Fan, Can Li, Regulating Charge Separation Via Periodic Array Nanostructures for Plasmon-Enhanced Water Oxidation, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202414959
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202414959