JMCA：表面等离子体-激元激发Ti3C2Tx MXene助力HER

通过光分解或电化学分解水生成绿色氢气的效率在很大程度上取决于所用的催化剂。最近，一些二维（2D）材料被认为是有效的催化剂或助催化剂，其中氧封端MXenes在电致和光致水裂解方面都值得关注。

近日，捷克布拉格化学技术大学O. Lyutakov（通讯作者）等人报道了一种混合光电化学方法，并利用该方法基于Ti₃C₂T_x MXene薄片在等离子体支持的金（Au）光栅上的耦合和光触发在水分解半反应中生成的混合结构的电催化活性，即析氢反应（HER）。

特别是，在周期性图案化的Au表面上沉积了具有氟和氧表面终端的MXene薄片，该Au表面能够在可见光和近红外（NIR）光照明下支持表面等离子体激元（SPP）激发。SPP激发允许光能的亚衍射聚焦和Ti₃C₂T_x薄片的电催化性能的有效增强。

在光照下，作者观察到HER动力学的显著增强，以及从Volmer步骤到Heyrovsky步骤的HER速率决定步骤的调谐。反过来，作者观察到了析氢效率得到了几倍的增强，因为等离子体辅助热载流子注入，以及等离子体加热效应的额外贡献。

所提出的Au光栅/Ti₃C₂T_x混合结构允许利用太阳光谱的近红外部分，该部分通常不用于水光解，但在可再生能源辅助的绿色制取氢气中实现了更好的效率。

Surface plasmon-polariton triggering of Ti₃C₂T_x MXene catalytic activity for hydrogen evolution reaction enhancement. J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA04505A.

https://doi.org/10.1039/D1TA04505A.

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