ACS Nano：壳厚度可控的Au@TiO2平衡等离子体增强光催化中的稳定性和场增强
学术
2024-12-08 20:19
上海
等离激元核壳纳米结构可以使光催化更加高效，原因有多种。壳赋予纳米粒子稳定性，扩大了光吸收，并且可以更有效地分离电子空穴对，从而减少复合损失。合成金属@TiO2核壳纳米粒子，并对壳厚度进行纳米控制，并了解其对最终光催化效率的影响仍然具有挑战性。近日，安特卫普大学Sammy W. Verbruggen提出了一种合成方法，用于制备具有超薄壳的Au@TiO2核壳纳米粒子，这些壳可以在2-12 nm范围内精确调节，该方法基于钛前体的受控缓慢水解。要点1. 电磁模拟结合对光物理本体特性的全面表征，以及纳米级能量电子损失谱和电子断层扫描重建，有助于理解壳在提高光催化反应活性和稳定性方面的关键作用。要点2. 2 纳米级的超薄壳不足以防止纳米颗粒在退火时烧结，从而导致等离子体特性的损失。在达到 4 纳米壳的最佳厚度后，进一步增加壳厚度会再次降低等离子体特性，因为等离子体耦合减弱。要点3. 光催化析氢实验以及硬脂酸降解测试证实了这一趋势。通过这项研究，研究人员证明并强调了在等离子体核壳结构中仔细控制壳厚度至关重要，因此可以释放它们的最大应用潜力。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, 2024DOI: 10.1021/acsnano.4c09944https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09944
