贵金属纳米颗粒（NPs）的局部表面等离激元共振（LSPR）具有热载流子产生、热效应和强电场等特性，在表面增强拉曼散射（SERS）、光学检测、医学/生物传感器和化学反应等领域有着重要的应用。

近日，暨南大学娄在祝教授报道了通过电子掺杂成功地构建了500−1400区附近具有较强LSPR的等离激元Bi₂WO₆。

文章要点

1）研究人员通过精确控制W−O−W（V1）和Bi−O−Bi（V2）位点上的氧空位，得到了具有LSPR的Bi₂WO₆-V₁和具有缺陷吸收的Bi₂WO₆-V₂。

2）密度泛函理论（DFT）计算结果表明，V1诱导的能态有利于长寿命的光电子收集，从而导致具有LSPR的Bi₂WO₆。通过单粒子光致发光（PL）研究，研究人员证实了光电子在V1位点的俘获，并观察到93%的PL猝灭效率。

3）凭借强LSPR，等离子激元Bi₂WO₆-V1在CO₂还原反应（CO₂-RR）过程中表现出高选择性的甲烷生成速率（9.95 μmol g⁻¹ h⁻¹），比BiWO₃-V2在紫外−可见光照射下的0.37 μmol g⁻¹ h⁻¹高26倍。

4）具有可调LSPR的等离激元Bi₂WO₆和不同的光激发下的光催化结果证实了甲烷的产生依赖于LSPR。此外，CO₂-RR的DFT模拟和Bi₂WO₆表面的原位傅里叶变换红外光谱表明，V1位点促进了CH₄的生成。

研究工作提供了一种通过电子掺杂获得非金属等离激元材料的策略。

参考文献

Changhai Lu, et al, Constructing Surface Plasmon Resonance on Bi₂WO₆ to Boost High-Selective CO₂ Reduction for Methane, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c00452

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.1c00452