Plasmonic金属纳米粒子（比如Ag, Au, Cu）能够被光激发产生局域表面plasmon共振现象。目前人们在大量的研究中都发现光照射plasmonic纳米粒子催化剂的化学反应速率能够显著增强。目前人们提出这种LSPR增强化学反应性能的两种可能的机理：一种机理认为，局域plasmon产生的热载流子具有活化反应物分子的能力；另一种机理认为LSPR能够加热催化剂，并且能够向吸附物种转移能量，从而提高催化活性。

近日，密歇根大学Suljo Linic等报道通过原位精确测试催化剂温度和反应动力学速率的方式，研究LSPR效应在改善CO氧化反应速率的作用机理。具体对担载于α-Al₂O₃基底上的Ag纳米粒子催化剂催化CO氧化反应的LSPR增强催化活性，而且研究了不同Ag担载量和不同簇结构的Ag催化性能的变化规律。通过机理研究，发现LSPR加热效应无法完全解释说明光照引发的plasmonic速率增强。并且研究发现，这种局域效应（local effect）通过plasmon电子效应激发吸附物种或者加热反应物的方式是LSPR增强催化反应活性的关键。

Nature Catalysis的Benjamin Martindale对这项工作进行总结和点评。

本文要点

（1）

理解和准确的对宏观反应器进行精确测试反应温度是个非常巨大的挑战和难点，因此研究者设计了一种圆形石英反应器，同时将热电偶外层包裹聚四氟乙烯用于避免直接光照射，而且将其填埋在密堆积催化剂层的内部。同时控制反应的传质，保证位于动力学控制的区间，随后对担载不同Ag的催化剂研究CO氧化反应呈现的plasmonic增强效果。

（2）

催化反应的动力学结果很好是说明平衡温度的增加无法完全解释催化反应速率的提高，因此说明对吸附物种的局部活化是导致plasmonic催化剂的催化活性增强的其中一个主要原因。

参考文献

Benjamin Martindale, Plasmonic polemic, Nature Catalysis 2022, 5, 970

DOI: 10.1038/s41929-022-00893-1

https://www.nature.com/articles/s41929-022-00893-1

Rachel C. Elias and Suljo Linic*, Elucidating the Roles of Local and Nonlocal Rate Enhancement Mechanisms in Plasmonic Catalysis, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 43, 19990–19998

DOI: 10.1021/jacs.2c08561

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c08561