氨(NH3)是一种有前途的氢载体，具有含氢量高，易于液化，储存和运输更安全以及无碳燃烧等优点。此外，NH3可以作为直接NH3燃料电池的能源。在这两种情况下，从NH3中释放氢气或能量都需要氨氧化反应（AOR）。然而，实现AOR，需要借助电催化剂以提高其极为缓慢的动力学性能。研究表明，Pt是用于AOR的最佳电催化剂；然而，Pt电催化剂的成本较高，不利于AOR的实际应用，因此有必要提高Pt的催化活性，使该过程更节能和降低催化剂中Pt含量。研究发现，通过晶体取向工程、金属合金化和氧化物改性，可有效提高AOR活性。
近日，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Prashant K. Jain报道了系统研究了利用可见光激发来提高Pt基电催化剂的AOR活性。
文章要点
1）为了实现AOR电催化剂具有很强的可见光响应，研究人员采用了由Au纳米粒子(NPs)组成的双金属组合物，这些纳米粒子表面上具有外延生长的较小的Pt NP。以HAuCl4和K2PtCl6为金属前驱体，抗坏血酸为还原剂，采用种子介导法成功合成了Au@Pt纳米颗粒。
2）在这种串联的纳米结构中，即Au@Pt NPs中，Pt NPs充当电催化中心以析氢，而Au NPs充当强可见光吸收体。尽管Pt本身具有宽带光吸收，但Au纳米粒子的光响应是通过局域表面等离激元共振（LSPR）与可见光的共振相互作用。实验结果显示，在可见光激发下，Au@Pt NPs电催化剂具有增强的电化学氨氧化动力学，优于以往报道的电化学策略。
3）研究人员追踪了等离激元激发在电催化剂中产生的电子-空穴载流子对光电位的增强作用。结果表明，AOR活性随着光强的增加呈指数增加，这与一个简单模型的预测相符，该模型将光增强的电化学活性归因于d带空穴的积累在NPs上诱导的稳态光电位，这种光电位可以通过光强度的变化进行线性调谐。此外，还测定了一个光化学转换系数。
Jun Wang, et al, Ammonia oxidation enhanced by photopotential generated by plasmonic excitation of a bimetallic electrocatalyst, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202007202
https://doi.org/10.1002/anie.202007202
