宽带隙半导体的贵金属修饰能够在可见光区激发表面等离激元，在弛豫时产生用于催化的热载流子。然而，这种策略导致光催化转化效率仍然很低。

近日，西班牙高等科学研究理事会巴塞罗那材料研究所Agustín Mihi，Anna Roig报道了通过将二维光子晶体耦合到Au修饰的TiO₂上，使用了一种光捕获方案来放大TiO₂半导体的紫外光捕获效率。

文章要点

1）利用软纳米压印光刻技术制备Au/TiO₂ 2D光子催化剂具有很好的可扩展性。在第一种工艺中，金纳米颗粒(Au NPs)被原位渗透到具有光子结构图案的介孔二氧化钛(mTiO₂)支架的表面50 nm处，而在第二种工艺中，获得了Au胶体体积分布均匀的2D光子晶体。

2）通过消光测量，研究人员给出了光子晶体的光学性质与晶格参数、几何形状和金属载荷量的关系，并进行了模拟分析。

3）研究人员测试了基质的光催化性能，制氢的最高记录达到8.5 mmol g_cat⁻¹ h⁻¹，并将其归因于光子-等离激元效应。

这些结果有望为利用光子晶体作为光催化剂的太阳能捕集制氢开辟新的途径。

参考文献

Miquel Torras, et al, Au/TiO₂ 2D-Photonic Crystals as UV–Visible Photocatalysts for H₂ Production, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202103733

https://doi.org/10.1002/aenm.202103733