研究目的
通过构建具有光子晶体结构的等离激元金属-半导体异质结,以提升可见光照射下的光催化效率。
研究成果
研究表明,将催化剂构建为光子晶体并用金纳米颗粒功能化,可显著提升可见光照射下的光催化效率。Au-V2O5 IO催化剂因电子带隙、局域表面等离子体共振与入射光源的光谱重叠而表现出优异性能。该发现为开发适用于多种应用场景的高效等离激元光催化剂提供了有前景的途径。
研究不足
该研究聚焦于提升可见光照射下的光催化效率,但未深入探究光催化剂在实际运行条件下的可扩展性或长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用金纳米颗粒功能化的反蛋白石(IO)光子晶体合成光子晶体等离子体光催化材料。方法包括通过将液体前驱体渗透到聚苯乙烯模板中,在ITO基底上制备V2O5和TiO2的IO薄膜,随后进行金纳米颗粒表面功能化。
2:样本选择与数据来源:
样品通过SEM、TEM、XRD、XPS和紫外-可见光谱进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括日立S-4800扫描电镜、JEM2010透射电镜、KRATOS AXIS 165 X射线光电子能谱仪以及USB2000+可见-近红外-紫外光谱仪。材料包括氯金酸(HAuCl4)、油胺、1,2,3,4-四氢萘和叔丁胺硼烷复合物。
4:4)、油胺、1,2,3,4-四氢萘和叔丁胺硼烷复合物。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成过程包括金纳米颗粒制备、IO合成与纳米颗粒固定,以及4-硝基苯酚催化还原反应研究。
5:数据分析方法:
通过4-硝基苯酚催化还原过程中?ln(A/A0)与时间曲线的斜率估算表观速率常数kapp。
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