Nature Commun:Ag-MOF界面增强光催化制氢活性
纳米技术 纳米 2023-02-02

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由于plasmonic近场增强作用,将plasmonic纳米粒子组装到光活性MOF骨架受到人们的关注,这种结构能够构筑界面结构,提高光吸收性能,加快光生电荷载流子在界面的分离。但是从材料合成角度,构筑能够增强载流子分离的结构明确紧密界面结构具有非常大的挑战。

有鉴于此,加拿大国立科学研究院(INRS)马冬玲(Dongling Ma)等报道通过一步合成过程,构筑由plasmonic Ag纳米粒子和含有Ag节点的MOF(Ag-卟啉-MOM)的紧密界面,通过能量损失成像谱EELS表征验证Ag纳米粒子对MOF产生plasmonic效应,通过超快瞬态吸收谱和原位光电谱验证plasmonic纳米粒子和MOF之间的电荷转移。

本文要点

(1)

通过原位生长策略,Ag纳米粒子能够与AgMOM之间在界面共用Ag原子,从而得以构筑紧密结构的界面材料。通过SERS光谱表征,发现这种金属-MOM是一种“干净”的界面,因为界面上基本上没有表面活性剂分子,因为界面上没有表面活性剂分子,从而能够促进快速界面电荷转移,此外Ag-AgMOM的外表面存在PVP,因此能够在溶液相表面优异的分散性和稳定性。

(2)

这种材料体系表现优异的可见光催化制氢活性,可见光和全光谱制氢的性能分别达到1025 μmol h-1 g-1和3153μmol h-1 g-1,性能比大多数报道的MOF光催化剂体系都更加优异。这项工作展示为发展plasmonic纳米粒子和有机半导体之间构筑电子/能量转移的材料体系提供帮助。

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参考文献

Yannan Liu, Cheng-Hao Liu, Tushar Debnath, Yong Wang, Darius Pohl, Lucas V. Besteiro, Debora Motta Meira, Shengyun Huang, Fan Yang, Bernd Rellinghaus, Mohamed Chaker, Dmytro F. Perepichka & Dongling Ma, Silver nanoparticle enhanced metal-organic matrix with interface-engineering for efficient photocatalytic hydrogen evolution, Nat Commun 14, 541 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-35981-8

https://www.nature.com/articles/s41467-023-35981-8


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