W18O49/铝掺杂SrTiO3 S型异质结在LSPR效应辅助下实现全光谱太阳光驱动的光催化产氢
蒋金辉, 孙佳琦, 陈咏一, 张磊, 董鹏玉
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100145
开发具有全光谱响应的高效光催化剂用于制氢具有重要意义。为了实现全光谱太阳光驱动的光催化,W18O49由于局域表面等离子体共振(LSPR)效应,在捕获可见光和近红外(NIR)光方面表现良好。然而,W18O49的光催化产氢活性非常低,需要进行改性。在本研究中,采用简单的原位溶剂热合成方法制备了Al掺杂的SrTiO3 (ASTO)/W18O49 S型异质结。得益于更强的载流子分离、更快的电子传输和强大的氧化还原能力,10% ASTO/W18O49 S型异质结表现出最高的全光谱太阳光驱动光催化产氢速率,分别是纯ASTO和W18O49的17.5倍和27.6倍。W18O49中丰富的氧空位产生的LSPR效应将光吸收范围扩展到NIR区域,显著提高了其对全光谱太阳光的利用效率。此外,由于W18O49的LSPR效应,它可以产生等离子体高能“热电子”,并使其转移到ASTO/W18O49异质结中ASTO的导带(CB),从而促进光生载流子的分离和迁移,并大大增加ASTO的CB上参与光催化产氢反应的光生电子和“热电子”的数量,与单一组分的W18O49和ASTO相比,表现出优异的光催化产氢性能。
关键词: S型异质结, 光催化产氢, 局域表面等离子体共振效应, W18O49, 铝掺杂SrTiO3

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