Nature子刊：1+1>2! Ag纳米颗粒与金属-有机基质间的协同作用增强光催化析氢

通过光催化反应将太阳能转化为清洁的H₂燃料是可持续发展的一个有前景的策略。然而，目前大多数光催化剂的催化效率相对较低、光吸收能力弱和严重的光生空穴和电子重组，这限制了光催化产氢的进一步发展。因此，设计并开发具有可见光吸收和性能高效的太阳能-化学能转换材料对于光催化产氢的发展和实际应用具有重要意义。

近日，加拿大国立科学研究院(INRS)马冬玲课题组通过一步法来构建等离子体的银纳米粒子(Ag NPs)和银卟啉MOM(Ag MOM)混合结构(Ag-Ag MOM)。其中，原位生长策略使Ag NPs和Ag MOM能够共享界面处的Ag原子，以在两种化合物之间形成亲密界面。

材料表征结果显示，得益于清洁的界面，在这些异质结中观察到了强的拉曼增强；并且等离子体纳米粒子向Ag MOM的电荷转移。还有就是，通过共享Ag原子，Ag NPs稳定了一般不稳定的基于Ag节点的卟啉MOM。

该系统综合了等离子体Ag纳米粒子宽的吸收光范围、有效的电荷/能量转移、还原能量水平的提高以及薄Ag MOM中快速的物质扩散等优点，因此，Ag-Ag MOM的可见光光催化H₂产生速率(1025 μmol h⁻¹g⁻¹)显著提高，并且在全光谱照射下产氢速率最高达到3153 μmol h⁻¹g⁻¹。

综合实验结果和理论计算，研究人员提出了Ag-Ag MOM光催化体系的可能的SPR增强机理：在光照射下，等离子体Ag NPs和激发的Ag MOM之间的强相互作用促进了光催化H₂。虽然金属Ag也可以作为光还原H₂O的辅助催化剂，但是由于Ag-Ag MOM和Ag-Cu MOM的光催化活性相对较低，所以它并不起主导作用。

综上，这项工作强调了等离子体纳米银与金属-有机基质的协同作用对提高光催化剂性能的重要性，这为有效地连接金属-有机基质和等离子体纳米颗粒提供了理论基础。

Silver Nanoparticle Enhanced Metal-Organic Matrix with Interface-Engineering for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-35981-8

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/11/33d75678f3/

Nature子刊：1+1>2! Ag纳米颗粒与金属-有机基质间的协同作用增强光催化析氢

相关推荐