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等離子體金屬納米材料的加入可以通過局域表面等離子共振(LSPR)機制顯著提高半導體光催化劑的可見光響應。然而，等離子體金屬納米材料的表面常常覆蓋表面活性劑分子，這在一定程度上會影響納米材料進行光催化析氫，因為表面活性劑分子可以通過阻斷活性位點和/或通過抑制表面電荷轉移過程損害納米材料的輔助催化功能。

基于此，華東理工大學張金龍和Ziwei Ye等報告了界面自組裝技術合成無表面活性劑的An膠體(AuCS)，并使用它們進一步合成核殼Au-CdS光催化劑(AuCS@CdS)。

具體而言，組裝金納米顆粒(NPs)到金膠體體(AuCSs)，而無需修飾他們的表面與表面活性劑；隨后通過原位沉積法，將所得AuCSs與CdS偶聯，制備了Au-CdS復合光催化劑。金納米粒子的組裝誘導了AuCSs更廣泛和更強烈的LSPR反應，而表面活性劑的缺失使它們能夠有效地作為共催化劑。

實驗結果表明，在模擬太陽光輻照下，最優的AuCS@CdSs催化劑的產氫速率高達235.8 mmol g^?1 h^?1，同時，該催化劑在反應過程中也表現出優異的穩定性，其活性在連續反應9個小時內幾乎保持不變，并且反應后材料的組成和結構不會發生變化。

機理實驗結果顯示，AuCS@CdSs的光催化氫析出機理為：當入射光與AuCS@CdS相互作用時，AuCS在其表面周圍產生一個強大的電磁場，這顯著地促進了CdS內部電子-空穴對的產生；在沒有表面活性劑分子的情況下，由于費米能級的不同，在Au-CdS界面上形成了一個肖特基勢壘，肖特基勢壘的形成有助于提高載流子分離效率；當CdS殼層內產生的光電子穿過肖特基勢壘，到達發生氫還原的金表面時，就會產生較高的析氫活性。

總的來說，這項工作表明，利用等離子體金屬納米結構高效利用太陽光具有巨大的潛力，同時也突出了耦合LSPR性能和共催化性能實現高析氫活性的重要性。

Rational Synthesis of Au–CdS Composite Photocatalysts for Broad-Spectrum Photocatalytic Hydrogen Evolution. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c02092

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ACS Nano：合成無表面活性劑Au-CdS，實現廣譜光催化析氫

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