解析带间和带内跃迁激发热空穴对光增强电催化乙醇氧化的贡献（英文）

作者：迟晨; 倪淼; 丁新雷; 杨冬蕊; 李剑^*; 夏兴华^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(05): 477-480.

等离激元共振产生的高能热载流子可以降低反应能垒,加速特定的电化学反应.然而,绝大多数研究聚焦于热电子的高效利用,对于热空穴,特别是带间激发的热空穴在光增强电氧化反应(PEEO)中的作用尚缺乏研究.本文以金纳米三角结构作为电催化剂,解析了带间和带内跃迁激发的热空穴对电催化乙醇氧化反应的贡献.研究发现,尽管带内跃迁的消光截面是带间跃迁的5倍,但由于d带热空穴具有更高的氧化电势,带间激发对电催化乙醇氧化反应过程具有更高的催化活性,展示出更高的电流密度和更低的起峰电势.根据光照前后电化学反应活化能和起峰电位,进一步建立了估算PEEO中热空穴贡献的方法.定量分析结果表明,带间激发热空穴的相对光电化学转换效率比带内激发高12倍,证明d带热空穴在PEEO中具有更高的反应活性.本工作不仅揭示了PEEO中热空穴的详细作用机制,且对于高效设计等离激元共振电催化剂有重要意义.

• 单位
  南京大学; 生命分析化学国家重点实验室