等离激元介导的光催化水分解因其在可见光利用方面具有广阔的应用前景而受到广泛关注,然而,目前关于其增强机理尚不清楚,且效率较低。
近日,厦门大学李剑锋教授,张华报道了一种双等离激元触角策略,可以同时高效地产生高能热电子和强电磁场,从而促进光催化析氢反应(HER)。
文章要点
1)研究人员将Au@CdS核−壳层纳米颗粒组装在Ag@SiO2壳层隔离纳米颗粒上,从而形成一种双等离激元触角纳米复合材料。瞬态吸收光谱实验和电磁场模拟结果显示,这种复合材料既存在热电子转移,又存在等离激元诱导的共振能量转移。
2)与传统的核−壳纳米结构相比,双等离激元触角纳米复合材料中的Au@CdS触角可以产生高能热电子来触发HER,而Ag@SiO2触角则可以产生强大的电磁场来促进热载流子的产生和分离,从而显著提高在可见光照射的光催化HER性能(在可见光照射下(>400 nm),HER的光催化活性达到191.2 mmol g−1 h−1)。
这种双等离激元触角的概念克服了传统等离激元光催化材料的固有局限性,为开发高效光催化剂提供了独特的机会。
参考文献
Jing-Liang Yang, et al, Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution Reaction Using Dual Plasmonic Antennas, ACS Catal. 2021
DOI:10.1021/acscatal.1c00795
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00795