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Construction of Spatially Separated Gold Nanocrystal/Cuprous Oxide Architecture for Plasmon-Driven CO2 Reduction

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作者
Henglei Jia,Fan Li,Tsz Him Chow,Xiyue Liu,Han Zhang,Yao Lu,Jianfang Wang,Chunyang Zhang
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:22 (17): 7268-7274 被引量:25
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.2c02927
摘要

Plasmonic hot electrons have shown great potential in photocatalysis, but little is known about the hot hole-driven chemical reactions due to the lack of desired plasmonic metal/p-type semiconductor architectures. Herein, we describe a general and robust strategy for the site-selective growth of a p-type semiconductor, Cu2O on Au nanocrystals (NCs), to produce diverse spatially separated Au/Cu2O heterostructures. The preferential growth of Cu2O on the tips/ends/edges of Au NCs is directed by the sparse coverage of the surfactant molecules at the high-curvature sites of Au NCs. The obtained dumbbell-shaped nanostructures serve as the ideal platforms for probing the hot-hole-mediated CO2 reduction reaction. Benefiting from the hot-hole injection, a new reaction pathway is unlocked, and the C2 product activity and selectivity are significantly improved. This study demonstrates the genuine superiority of the dumbbell-shaped nanostructures in photocatalysis, offering a new unique avenue to explore the underlying mechanism of hot-hole-mediated chemical reactions.
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