李灿院士/范峰滔AM：周期性纳米阵列结构调节电荷分离助力plasmon增强水氧化
学术
2024-12-13 09:02
上海
金属纳米结构的Plasmonic共振强度在电荷的产生和分离起到关键作用，能够直接影响plasmon光催化反应活性。调控和增强plasmonic效应的方法包括设计纳米结构，比如含有尖锐角度的三角形纳米片、具有“热点”区域的纳米结构二聚体。但是这种方法通常导致plasmonic强度和共振能量之间的权衡，并且损害局部电荷密度和光催化性能。有鉴于此，中国科学院大连化物所李灿院士、范峰滔研究员等报道基于理论预测发现SrTiO3表面的有序Au纳米粒子能够实现方便的控制plasmonic光催化剂。要点1. 这种plasmonic光催化剂不仅具有增强表面plasmon共振（SPR），而且由于表面晶格共振效应，能够产生恒定SPR共振能量。要点2. 这种权衡改善了电荷分离效率，增强催化活性位点的局部电荷密度，通过理论计算、表面光电压显微镜、超快瞬态吸收光谱等验证。这种优化后的周期性光催化剂在光催化水氧化反应中性能比结构无序的光催化剂提高7倍。这项工作有助于平衡SPR的强度和能量，促进plasmonic材料的光催化性能。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. 2024DOI: 10.1002/adma.202414959https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202414959
