Plasmon Resonance Coupling and Amplification Promoting Photothermal Catalytic Hydrogen Production from Water and Seawater under High Temperature

光热治疗 海水 等离子体子 表面等离子共振 制氢 催化作用 材料科学 联轴节(管道) 共振(粒子物理) 光热效应 纳米技术 光电子学 光化学 化学工程 化学 纳米颗粒 原子物理学 物理 生态学 生物 工程类 冶金 生物化学
作者
Zhen Sun,Lian Yi,Guan Zhang
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:13 (33): 13518-13532 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.5c05661
摘要

Solar-driven photocatalytic water splitting is a promising approach for renewable hydrogen production from water, but most photocatalysts suffer from limited near-infrared light absorption and low carrier utilization efficiency. In this research, separated plasmonic material modified TiO2 photocatalysts have been developed, with the objective of leveraging local surface plasmon resonance (LSPR) effects of metals and nonmetals for broadening solar spectrum absorption and boosting energetic carrier generation during photothermal catalytic hydrogen production. Particularly, Ag and WO3–x nanoparticles co-modified TiO2 nanorods (Ag-WO3–x/TNR) demonstrated exceptional photothermal catalytic H2 production under UV–vis–near-IR (UV–vis–NIR) irradiation or vis–NIR irradiation at 573 K. The apparent quantum efficiencies for H2 production are calculated about 6.65% at 400 nm and 4.08% at 600 nm irradiation. Femtosecond transient absorption spectroscopy measurements revealed the rapid transfer of electrons from WO3–x to adjacent TiO2, and additional Ag deposition promoted the hot electron injection process. Finite element method simulations corroborated that the coupling of plasmonic Ag and WO3–x nanoparticles with appropriate distances influences the distribution of the local electromagnetic field, leading to a significant enhancement of the electric field at specific surface sites. Moreover, temperature-variation tests and in situ characterizations on catalysts elucidated the influences of a high-temperature environment on the plasmon-induced LSPR effect, as well as on the intrinsic photophysical and photochemical behaviors of semiconductors. The photothermal catalytic H2 production efficiency was further improved when simulated seawater was used compared to pure water.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小天狼星完成签到,获得积分10
刚刚
干净紫槐完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
欧尼酱发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
化身孤岛的鲸完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
4秒前
星辰大海应助飞飞采纳,获得10
4秒前
24217588发布了新的文献求助30
4秒前
sevenseven发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
Asta完成签到,获得积分10
7秒前
落后的冬天完成签到,获得积分10
7秒前
成就的井完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
李爱国应助温暖伟祺采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
徐磊完成签到,获得积分10
10秒前
111111完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
充电宝应助带带大师兄采纳,获得10
11秒前
11秒前
充电宝应助zhoumuyun采纳,获得10
11秒前
12秒前
12秒前
任风完成签到,获得积分0
12秒前
12秒前
肉蛋冲击完成签到,获得积分10
13秒前
嘎嘎咕咕完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Sichen孟发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
大尾尾发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
拓跋凝海完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
2026人教社中小学心理健康教育读本高中全一册电子版 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7666075
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9235752
关于积分的说明 19875280
捐赠科研通 7235045
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3283707
关于科研通互助平台的介绍 2442420
邀请新用户注册赠送积分活动 2284866