等离子体材料是极具潜力的光催化剂,因为它们非常适合将光转化为热载流子和热。热电子转移被认为是许多等离子体驱动反应的驱动力。然而,到目前为止,在等离子体衰减的时间尺度上,还没有直接的分子测量方法来量化等离子体到分子电子转移的速率。近日,明尼苏达大学Renee R. Frontiera对等离子体光催化剂的超快和稳态分子还原潜力进行了量化。
本文要点:
1) 作者使用超快和光谱电化学表面增强拉曼光谱来量化从等离子体基质到吸附的甲基紫精分子的电子转移。作者在皮秒时间尺度上观察到2.4%至3.5%的还原率,等离子体诱导电位范围从-3.1至-4.5 mV。
2) 此外,这些还原物种中的一些被稳定下来并持续数十分钟。该工作为优化高效等离子体驱动光催化的材料-分子相互作用提供了具体的指标。
Christopher L. Warkentin and Renee R. Frontiera Quantifying the ultrafast and steady-state molecular reduction potential of a plasmonic photocatalyst PNAS 2023
DOI: 10.1073/pnas.2305932120
https://doi.org/10.1073/pnas.2305932120