局域表面等离子体共振(LSPR)金属具有显著的光吸收性能和独特的催化活性,因此在最近的光催化剂领域得到研究者的广泛关注。但是,电子提取需要的高能量和反应的选择性低等挑战阻碍了LSPR纳米金属在催化中的实际应用。在光照下纳米金属中产生的高能量载流子的寿命非常短暂,能量迅速损失。
有鉴于此,南开大学程鹏教授、李博副教授等报道通过超晶格前驱体的光还原合成了用五种不同巯基配体(re-Ag-S-R)修饰的银纳米金属。
本文要点:
(1)
调控Plasmonic金属的表面有效的提取和保留了Plasmonic纳米金属的激发态电子。
通过使用供电子和吸电子性能的有机取代基,调节催化活性位点的局部电荷密度,能够调控光催化CO2还原反应和HER的选择性。
(2)
虽然修饰甲氧基、修饰氨基的Ag具有相似的结构,但是修饰甲氧基的re-Ag-S-OCH3(CO选择性达到96.73 %)、修饰氨基的re-Ag-S-NH2(H2选择性达到96.66 %)之间在催化反应中表现的选择性不同。
使用飞秒瞬态吸收(fs-TA)光谱和Kelvin探针力显微镜(KPFM)监测LSPR催化剂形成的激发态和表面接触电位的变化。同时,对LSPR纳米金属的LSPR机制进行深入讨论,这项研究为LSPR未来的研究提供具有应用价值的帮助。
参考文献
Yanjun Liu, Xingyue He, Xiao Liu, Bo Li, Jian-Gong Ma, Peng Cheng, Light-induced Enhancement of Energetic Charge Carrier Extraction and Modulation of Local Charge Density to Impact Selectivity in Plasmonic Nanometals, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202422034
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202422034