金属表面等离子体共振(SPR)效应是贵金属纳米颗粒特有的光学性质,其在能源、环境、生物、医学等领域有重要应用前景。但贵金属资源稀缺、价格昂贵。因此,探寻具有SPR效应的非金属纳米材料以取代贵金属纳米颗粒具有重要意义。
通过自掺杂提高载流子浓度,可以制备出具有SPR效应的MoO3-x、WO3-x、Cu2-xS等非金属纳米材料,但由于掺杂结构的不稳定性导致其SPR效应无法长时间存在于空气及水环境中,大大限制了其在光催化等领域的应用。针对这一问题,在国家自然科学基金等项目的资助下,我院娄在祝副教授等通过在CdS纳米线上原位生长WO3-x的方法,成功制备出具有稳定SPR效应的CdS/WO3-x异质结纳米材料。在光照下,CdS产生的光电子持续注入到WO3-x的导带,维持了SPR效应的稳定性。为验证其稳定性,他们将其应用于光催化分解水,实验结果表明,这种CdS/WO3-x异质结纳米材料SPR效应稳定性好,其分解水产生氢气的效率(1.60 mmol/g/h)是CdS(0.53 mmol/g/h)的3倍、WO3-x(14 μmol/g/h)的100倍。
相关成果发表在国际环境与催化领域著名学术期刊 Applied Catalysis B: Environmental 226 (2018) 10 (文章链接) (该期刊SCI影响因子为9.446)。