正文
14.3
倍，选择性和法拉第效率亦可提高一倍。这项工作有助于实现
NH
₃
的绿色生产并缓解日益严峻的氮污染问题。
本文亮点
1
）展示了如何利用等离激元效用提升电催化
NO
₃⁻
还原制
NH
₃
的性能。
2
）证实了
Au
等离激元弛豫过程中的热电子可以调控氮中间体在
Pd
位点的吸附能，从而改变反应决速步，并抑制析氢副反应。
图文解析
在
Au-Pd/HsGDY
中，
Pd
纳米颗粒作为催化反应位点，
Au
纳米颗粒作为等离激元天线捕获光能，
HsGDY
作为载体。锚定在
HsGDY
的表面的
Pd
纳米颗粒平均直径为
4.1 nm
。
Au
纳米颗粒通过磁控溅射技术生长，确保了
Au
和
Pd
之间的直接接触，这将有助于热电子高效注入。
TEM
和
XFAS
数据均表明这一结构的成功构建。
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Au-Pd/HsGDY plasmonic antenna-reactor characterization.
a) Scanning electron microscopy and b) transmission electron microscopy (TEM) images of Au-Pd/HsGDY. c) High-angle annular dark-field scanning electron microscopy (HAADF-STEM) images of Au-Pd/HsGDY and (d-f) corresponding elementary dispersive spectroscopy (EDS) mapping of C, Au and Pd. g, h) High resolution TEM images of Au-Pd/HsGDY, with the lattice plane distances of Au and Pd nanoparticles marked by gold and white lines, respectively.
The schematic model of Au-Pd configuration is shown in the inset.
i, l,
) Normalized
Pd K and
Au L
3
edge over the XANES profiles of Au-Pd/HsGDY and Au foil.
j, m
)
k
3
-weighted FT-
EXAFS
spectra
of
Pd K and
Au L
3
edge
in
Au-Pd/HsGDY.
k
,
n
) WT-EXAFS plots of
Pd K and
Au L
3
edge
in
Au-Pd/HsGDY
Au-Pd/HsGDY
的
LSV
曲线显示在电解液中加入
NaNO
₃
后电流明显增加，这表明
Au-Pd/HsGDY
催化剂对
NO
₃⁻
电化学还原具有活性。当使用
Au/HsGDY
时，生成的
NH
₃
和
NO
₂⁻
的量非常小，且未检测到
N
₂
H
₄
。裸
HsGDY
在所研究的电压范围内化学惰性。因此，
Pd
纳米颗粒是
NO
₃⁻
还原的催化位点。与
Pd/HsGDY
相比，
Au-Pd/HsGDY
催化剂在
400-850 nm
范围内表现出等离子吸收。光照下，
Au-Pd/HsGDY
催化剂的电流显著增强，而
Pd/HsGDY
几乎没有变化，这表明
Au
等离激元加速了
Au-Pd/HsGDY
催化剂表面
NO
₃⁻
的电化学还原。产物定量结果显示所有电位下
NH
₃
和
NO
₂⁻
生成速率均有所增强，但未检测到
N
₂
H
₄
的生成。
尽管
Au
的等离激元增强了
NH
₃
和
NO
₂⁻
的生成速率，但它们的增强幅度不同。
NH
₃
的产率
在
-0.4 V
增幅是
8.1
倍，在
-0.6 V
时上升到
14.3
倍，然后在
-0.9 V
又下降到
1.2
倍，而
NO
₂⁻
的增强幅度几乎不受电极电位的影响，在
4.1
到
2.5
之间波动。光照下，
NH
₃
的百分比在整个电位范围内均超过
50%
。此外，光照下随着电极电位从
-0.4 V
调节到
-0.7 V
，
NH
