局域表面等離子體共振(LSPR)金屬具有顯著的光吸收性能和獨特的催化活性,因此在最近的光催化劑領域得到研究者的廣泛關注。但是,電子提取需要的高能量和反應的選擇性低等挑戰阻礙了LSPR納米金屬在催化中的實際應用。在光照下納米金屬中產生的高能量載流子的壽命非常短暫,能量迅速損失。
有鑒于此,南開大學程鵬教授、李博副教授等報道通過超晶格前驅體的光還原合成了用五種不同巰基配體(re-Ag-S-R)修飾的銀納米金屬。
本文要點:
(1)
調控Plasmonic金屬的表面有效的提取和保留了Plasmonic納米金屬的激發態電子。
通過使用供電子和吸電子性能的有機取代基,調節催化活性位點的局部電荷密度,能夠調控光催化CO2還原反應和HER的選擇性。
(2)
雖然修飾甲氧基、修飾氨基的Ag具有相似的結構,但是修飾甲氧基的re-Ag-S-OCH3(CO選擇性達到96.73 %)、修飾氨基的re-Ag-S-NH2(H2選擇性達到96.66 %)之間在催化反應中表現的選擇性不同。
使用飛秒瞬態吸收(fs-TA)光譜和Kelvin探針力顯微鏡(KPFM)監測LSPR催化劑形成的激發態和表面接觸電位的變化。同時,對LSPR納米金屬的LSPR機制進行深入討論,這項研究為LSPR未來的研究提供具有應用價值的幫助。
參考文獻
Yanjun Liu, Xingyue He, Xiao Liu, Bo Li, Jian-Gong Ma, Peng Cheng, Light-induced Enhancement of Energetic Charge Carrier Extraction and Modulation of Local Charge Density to Impact Selectivity in Plasmonic Nanometals, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202422034
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202422034