通过分解水制备O₂是使用太阳能制备化石燃料过程中必不可少的反应，这个反应过程中面临着非常高的过电势，因此限制了反应效率，这种问题在使用贵金属时同样无法避免。Plasmonic金属-半导体材料体系有望克服此类问题，因为通过局域表面plasmon共振作用产生的热电子能够快速的注入半导体材料中，因此产生高浓度的热空穴能够驱动催化反应生成氧气。

有鉴于此，北海道大学Kei Murakoshi等报道在Ni修饰的Au/TiO₂催化剂通过在接近TiO₂半导体在平带电势附近进行Raman光谱表征，验证plasmon共振作用能够促进OER反应。

本文要点：

（1）

通过原位电化学表面增强Raman光谱表征pH 7~13区间的情况，发现在接近中性的电解液中，低能量光子（1.58 eV）的近红外光导致生成显著增强的光电流，首次通过充分的实验证据说明Ni基催化剂通过plasmon效应能够提高四电子多步水氧化反应活性。

（2）

这种增强的光电流是因为高效率的电子-空穴对分离，向TiO₂中注入电子，在Ni催化剂位点上通过OER反应快速消耗空穴。因此能够在接近中性或者碱性电解液中在低于标准OER反应过电势的条件中进行电催化反应。

参考文献

Kentaro Suzuki, Xiaowei Li, Takahiro Toda, Fumika Nagasawa, and Kei Murakoshi*, Plasmon-Accelerated Water Oxidation at Ni-Modified Au Nanodimers on TiO₂ Single Crystals, ACS Energy Lett. 2021, 6, 4374–4382

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02163

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02163