基于表面等离子体共振效应的Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的研究进展
发布时间：2021-09-30 01:14
由具有表面等离子体共振（surface plasmon resonance,SPR）效应的贵金属（Ag、Au等）纳米粒子和半导体纳米结构组成的纳米复合光催化剂具有优异的可见光光催化活性,成为新型光催化材料的研究热点之一。本文综述了Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的制备方法、基本性质以及光催化应用方面的一些重要研究进展;重点介绍了Ag（Au）等纳米粒子的表面等离子共振增强可见光催化活性的机理,以及Ag（Au）纳米粒子与不同类型半导体复合的光催化剂的光催化性能,其中所涉及的半导体包括金属氧化物、硫化物和其他一些半导体;本领域未来几年的研究热点将集中于新型高效的Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的微结构调控及其用于可见光驱动有机反应的机理研究。本文为基于SPR效应构建Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的研究提供了有力的参考依据,并且指出Ag（Au）/半导体纳米复合光催化剂的研究是发展可见光高效光催化剂的重要方向。
【文章来源】：化工进展. 2016,35(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
入射光的电场分量诱导球形金属粒子的表面等离子体共振原理图
第1期邵先坤等：基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展·133·图2不同尺寸Au纳米球、纳米棒的消光光谱示意图[10]等离子体光催化剂通常是将等离子体贵金属纳米粒子沉积到不同的半导体如金属氧化物、硫化物及其他化合物半导体作为光子吸收器提高可见光吸收[11]。近几年，国内外研究人员在Ag(Au)/半导体复合光催化材料的制备及光催化机理研究方面已经取得了一定的进展，并初步提出了Ag、Au纳米粒子SPR增强半导体光催化活性的作用机理。首先，Ag、Au纳米粒子SPR产生的强局域电磁场能极大地提高与之紧密复合的半导体的光激发。如图3(a)所示，在Ag、Au纳米粒子和半导体形成的纳米复合结构中，当半导体的光吸收波长与Ag、Au纳米粒子的SPR波长一致时，入射光同时激发Ag、Au纳米粒子和半导体，分别产生SPR和光生电子-空穴对，Ag、Au纳米粒子产生的表面强局域电磁场极大地提高了邻近半导体的光吸收，从而显著提高半导体中的光生载流子浓度，因而表现出更高的光催化活性[17]。其次，Ag、Au纳米粒子的SPR效应能敏化宽带隙半导体，从而获得可见光驱动的光催化活性[18]。如图3(b)所示，在Ag、Au纳米粒子与n型宽带隙半导体相结合形成的复合光催化剂中，可见光直接激发Ag、Au纳米粒子产生热电子，部分热电子的能量可以高达足以越过金属-半导体界面的肖特基势垒进入半导体的导带，从而驱动化学反应的进行。此外，Ag、Au纳米粒子的SPR效应还使其具有较高的光热转换效率，能够提高光催化剂的表面局部温度，活化有机分子，加快反应速率[19]。2Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备及应用由贵金属纳米粒子和半导体组成的金属/半导体复合光催化剂的多重功能和潜在应用受到广泛研究。不同的等离子?
Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展·133·图2不同尺寸Au纳米球、纳米棒的消光光谱示意图[10]等离子体光催化剂通常是将等离子体贵金属纳米粒子沉积到不同的半导体如金属氧化物、硫化物及其他化合物半导体作为光子吸收器提高可见光吸收[11]。近几年，国内外研究人员在Ag(Au)/半导体复合光催化材料的制备及光催化机理研究方面已经取得了一定的进展，并初步提出了Ag、Au纳米粒子SPR增强半导体光催化活性的作用机理。首先，Ag、Au纳米粒子SPR产生的强局域电磁场能极大地提高与之紧密复合的半导体的光激发。如图3(a)所示，在Ag、Au纳米粒子和半导体形成的纳米复合结构中，当半导体的光吸收波长与Ag、Au纳米粒子的SPR波长一致时，入射光同时激发Ag、Au纳米粒子和半导体，分别产生SPR和光生电子-空穴对，Ag、Au纳米粒子产生的表面强局域电磁场极大地提高了邻近半导体的光吸收，从而显著提高半导体中的光生载流子浓度，因而表现出更高的光催化活性[17]。其次，Ag、Au纳米粒子的SPR效应能敏化宽带隙半导体，从而获得可见光驱动的光催化活性[18]。如图3(b)所示，在Ag、Au纳米粒子与n型宽带隙半导体相结合形成的复合光催化剂中，可见光直接激发Ag、Au纳米粒子产生热电子，部分热电子的能量可以高达足以越过金属-半导体界面的肖特基势垒进入半导体的导带，从而驱动化学反应的进行。此外，Ag、Au纳米粒子的SPR效应还使其具有较高的光热转换效率，能够提高光催化剂的表面局部温度，活化有机分子，加快反应速率[19]。2Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备及应用由贵金属纳米粒子和半导体组成的金属/半导体复合光催化剂的多重功能和潜在应用受到广泛研究。不同的等离子体复合光催化材料体系的制备方法不同，反应
【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体Z反应光解水制氢的光能转换效率及研究进展[J]. 黄颖,闫常峰,郭常青,黄诗琳. 化工进展. 2014(12)
[2]局域表面等离激元[J]. 邵磊,阮琦锋,王建方,林海青. 物理. 2014(05)
[3]表面等离子体光催化材料[J]. 张骞,周莹,张钊,何云,陈永东,林元华. 化学进展. 2013(12)
[4]Ag/AgX（X=Cl,Br,I）等离子共振光催化剂的研究进展[J]. 王欢,崔文权,韩炳旭,梁英华. 化工进展. 2013(02)
[5]低温等离子体-光催化净化空气污染物技术研究进展[J]. 张晓明,黄碧纯,叶代启. 化工进展. 2005(09)
本文编号：3414829
【文章来源】：化工进展. 2016,35(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
入射光的电场分量诱导球形金属粒子的表面等离子体共振原理图
第1期邵先坤等：基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展·133·图2不同尺寸Au纳米球、纳米棒的消光光谱示意图[10]等离子体光催化剂通常是将等离子体贵金属纳米粒子沉积到不同的半导体如金属氧化物、硫化物及其他化合物半导体作为光子吸收器提高可见光吸收[11]。近几年，国内外研究人员在Ag(Au)/半导体复合光催化材料的制备及光催化机理研究方面已经取得了一定的进展，并初步提出了Ag、Au纳米粒子SPR增强半导体光催化活性的作用机理。首先，Ag、Au纳米粒子SPR产生的强局域电磁场能极大地提高与之紧密复合的半导体的光激发。如图3(a)所示，在Ag、Au纳米粒子和半导体形成的纳米复合结构中，当半导体的光吸收波长与Ag、Au纳米粒子的SPR波长一致时，入射光同时激发Ag、Au纳米粒子和半导体，分别产生SPR和光生电子-空穴对，Ag、Au纳米粒子产生的表面强局域电磁场极大地提高了邻近半导体的光吸收，从而显著提高半导体中的光生载流子浓度，因而表现出更高的光催化活性[17]。其次，Ag、Au纳米粒子的SPR效应能敏化宽带隙半导体，从而获得可见光驱动的光催化活性[18]。如图3(b)所示，在Ag、Au纳米粒子与n型宽带隙半导体相结合形成的复合光催化剂中，可见光直接激发Ag、Au纳米粒子产生热电子，部分热电子的能量可以高达足以越过金属-半导体界面的肖特基势垒进入半导体的导带，从而驱动化学反应的进行。此外，Ag、Au纳米粒子的SPR效应还使其具有较高的光热转换效率，能够提高光催化剂的表面局部温度，活化有机分子，加快反应速率[19]。2Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备及应用由贵金属纳米粒子和半导体组成的金属/半导体复合光催化剂的多重功能和潜在应用受到广泛研究。不同的等离子?
Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展·133·图2不同尺寸Au纳米球、纳米棒的消光光谱示意图[10]等离子体光催化剂通常是将等离子体贵金属纳米粒子沉积到不同的半导体如金属氧化物、硫化物及其他化合物半导体作为光子吸收器提高可见光吸收[11]。近几年，国内外研究人员在Ag(Au)/半导体复合光催化材料的制备及光催化机理研究方面已经取得了一定的进展，并初步提出了Ag、Au纳米粒子SPR增强半导体光催化活性的作用机理。首先，Ag、Au纳米粒子SPR产生的强局域电磁场能极大地提高与之紧密复合的半导体的光激发。如图3(a)所示，在Ag、Au纳米粒子和半导体形成的纳米复合结构中，当半导体的光吸收波长与Ag、Au纳米粒子的SPR波长一致时，入射光同时激发Ag、Au纳米粒子和半导体，分别产生SPR和光生电子-空穴对，Ag、Au纳米粒子产生的表面强局域电磁场极大地提高了邻近半导体的光吸收，从而显著提高半导体中的光生载流子浓度，因而表现出更高的光催化活性[17]。其次，Ag、Au纳米粒子的SPR效应能敏化宽带隙半导体，从而获得可见光驱动的光催化活性[18]。如图3(b)所示，在Ag、Au纳米粒子与n型宽带隙半导体相结合形成的复合光催化剂中，可见光直接激发Ag、Au纳米粒子产生热电子，部分热电子的能量可以高达足以越过金属-半导体界面的肖特基势垒进入半导体的导带，从而驱动化学反应的进行。此外，Ag、Au纳米粒子的SPR效应还使其具有较高的光热转换效率，能够提高光催化剂的表面局部温度，活化有机分子，加快反应速率[19]。2Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备及应用由贵金属纳米粒子和半导体组成的金属/半导体复合光催化剂的多重功能和潜在应用受到广泛研究。不同的等离子体复合光催化材料体系的制备方法不同，反应
【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体Z反应光解水制氢的光能转换效率及研究进展[J]. 黄颖,闫常峰,郭常青,黄诗琳. 化工进展. 2014(12)
[2]局域表面等离激元[J]. 邵磊,阮琦锋,王建方,林海青. 物理. 2014(05)
[3]表面等离子体光催化材料[J]. 张骞,周莹,张钊,何云,陈永东,林元华. 化学进展. 2013(12)
[4]Ag/AgX（X=Cl,Br,I）等离子共振光催化剂的研究进展[J]. 王欢,崔文权,韩炳旭,梁英华. 化工进展. 2013(02)
[5]低温等离子体-光催化净化空气污染物技术研究进展[J]. 张晓明,黄碧纯,叶代启. 化工进展. 2005(09)
本文编号：3414829
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