局域表面等离子体共振增强的Pt@Au NRs/C3N4纳米管在可见光照射下的光催化产氢

作者: Longshuai Zhang,Ning Ding,Licheng Lou,Kodai Iwasaki,Huijue Wu,Yanhong Luo,Dongmei Li,Kazuya Nakata,Akira Fujishima,Qingbo Meng
机构: 中国科学院可再生能源重点实验室,中国科学院大学材料与光电子技术学院,东京理科大学光催化国际研究中心
发布年份: 2018年
更新时间: 2025-04-03 11:19:52
关键词: 局域表面等离子体共振,光催化产氢,碳氮化物纳米管,金纳米棒,协同效应
摘要:

本文设计并制备了装饰有金纳米棒(Au NRs)的碳氮化物纳米管(CNNTs)光催化剂,通过浸渍-退火法实现。通过改变Au NRs的长宽比调整其局域表面等离子体共振(LSPR)峰,扩展了Au NRs/CNNTs的光吸收范围至更长波长甚至近红外光。通过调整Au NRs的LSPR峰并进一步沉积铂纳米颗粒(Pt NPs),获得了最佳组成的Pt@Au NR769/CNNT650,其光催化产氢速率为207.0 µmol h−1(20 mg催化剂)。初步提出了LSPR增强光催化机制:一方面,Au NRs的LSPR有利于可见光的利用;另一方面,Pt NPs和Au NRs对CNNTs的光催化产氢具有协同增强作用,其中局域电磁场可以改善光生载流子的分离,直接电子转移增加了热电子浓度,而Au NRs作为电子通道可以很好地抑制电荷复合,最终Pt作为助催化剂可以提高H+还原速率。此研究为开发高效的水分解光催化剂提供了一种新方法,同时扩展了光吸收范围并促进了载流子的生成、传输和减少载流子复合。

结论:
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实验方法及产品解析:
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