在等离激元诱导的光催化中，特别是在水氧化中，氧化还原反应的关键问题是人工光合作用的反应部位表面累积电荷（电子或空穴）的浓度。然而，由于很难确定等离激元诱导电荷（尤其是空穴）的确切空间位置和局部密度，使得催化剂表面等离激元电荷在哪里积累以及如何提高活性中心的局部电荷密度仍然是未知的。

近日，中科院大连化物所范峰滔研究员，李灿院士报道了单粒子水平上，等离子耦合诱导的空穴可以在纳米间隙区域的等离激元Au纳米粒子二聚体/ TiO2界面上大量积聚，造成了局部增强的表面光电压。

文章要点

1）这种等离激元空穴的积累可以显著地加速界面反应部位的水氧化反应（涉及多个空穴），其光催化活性比高度分散的Au纳米粒子在TiO₂上的光催化活性提高了近一个数量级。

2）结合开尔文探针力显微镜和理论模拟，研究人员进一步阐明了局域累积空穴密度与局域近场增强的平方成正比。

该研究发现加深了对等离激元体系中电荷空间分布的理解，以及反应位点局部电荷密度在等离激元光催化中所起的特殊作用。

Yuying Gao, et al, Probing of coupling effect induced plasmonic charge accumulation for water oxidation, National Science Review, nwaa151

DOI：10.1093/nsr/nwaa151

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa151