ACS Energy Lett.：等离子体激元加速TiO2单晶上Ni修饰的Au纳米二聚体上的水氧化

在太阳能化学燃料的生产中，通过水分解的析氧反应（OER）是必不可少的。然而，即使使用贵金属催化剂仍存在高过电位的缺点，限制了其转化效率。研究发现，等离子体金属−半导体系统有可能克服这一问题，因为由局部表面等离子体共振产生的热电子被快速注入半导体，而集中的热空穴会氧化催化剂上的水以产生氧气。

基于此，日本北海道大学Kei Murakoshi（通讯作者）等人报道了一种使用镍（Ni）修饰的Au/TiO₂，并在接近TiO₂平带电位的电化学电位下研究了水氧化中间体的不同拉曼光谱特性。

作者研究了在pH控制的电解质中，由近红外（NIR）激光激发的Ni修饰、Au纳米结构的TiO₂电极上水氧化过程中的原位电化学表面增强拉曼散射（EC-SERS）光谱特征。作者在近中性电解质中观察到等离子体辅助催化水氧化。

由激发空穴驱动的快速质子耦合电子转移（PCET）过程，通过相对于氧化铟锡（ITO）涂层玻璃或块状Ni/Au上的Ni修饰的Au纳米结构极化较小的过电位来加速OER电极。

近中性条件下，识别出Ni的等离子体增强的OER活性可能会影响更有效的水分解和光电转换系统的设计，低能量光子（1.58 eV）产生了显著增强的光电流，从而为Ni基催化剂通过等离子体辅助水氧化加速四电子多步反应提供了第一个强有力的实验证据。

Plasmon-Accelerated Water Oxidation at Ni-Modified Au Nanodimers on TiO₂ Single Crystals. ACS Energy Lett., 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02163.

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

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ACS Energy Lett.：等离子体激元加速TiO2单晶上Ni修饰的Au纳米二聚体上的水氧化

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