理解等离激元增强催化的基本动力学机理对于设计优化的双金属纳米结构至关重要。

有鉴于此，德国哥廷根大学Jörg Enderlein，山东大学郑昭科教授报道了使用单粒子以及整体测量结果揭示了潜在的催化机理，并提供了数据，这些数据显示了在光照下等离激元活性金属存在下非等离激元催化剂的反应途径是如何被驱动的。此外，提出了Au-Pt双金属纳米结构的光学性质的数值时差时域（FDTD）模拟，以研究高能载流子的来源。

文章要点

1）研究人员选择了光吸收波长，同时具有良好的分离性和出色的催化活性的含Pt的Au纳米棒（Au-Pt NRs）作为催化剂。将大小约为5 nm的Pt NPs选择性地覆盖在Au NRs的两端。为了保持形态并去除表面配体，Au-Pt NRs涂有1 nm厚的中孔二氧化硅壳。

2）研究结果表明，光辐照下的催化机理从竞争性机理转变为非竞争性朗格缪尔-欣谢尔伍德机理。纳米粒子的光学计算表明，Au核增强了Pt帽中的电荷生成速率，并且甚至比Au核中的电荷生成速率更大，这表明高能电荷很可能源自Pt中等离激元的光学激发。这种机制的变化抑制了通常观察到的由于高反应物浓度下的竞争性吸附而引起的催化速率衰减，因此可能导致优化催化效率的新策略。特别地，非等离激元与等离激元金属的缔合可促进高能电荷载流子的形成及其向催化活性位点的转移。

该研究提供了增强非等离激元催化剂催化的潜在设计策略。

Tao Chen, et al, Plasmon-driven Modulation of Reaction Pathways of Individual Pt-Modified Au Nanorods, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00206

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00206