TiO2 mesocrystals composited with gold nanorods for highly efficient visible-NIR-photocatalytic hydrogen production

材料科学 纳米棒 光催化 表面等离子共振 制氢 上部结构 可见光谱 吸收(声学) 纳米颗粒 纳米技术 光化学 催化作用 光电子学 化学 有机化学 生物化学 海洋学 地质学 复合材料
作者
Ossama Elbanna,Sooyeon Kim,Mamoru Fujitsuka,Tetsuro Majima
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:35: 1-8 被引量:97
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2017.03.014
摘要

TiO2 mesocrystals (TMC) have efficient charge transport properties and long-lived charges which cause high photoconductivity and photocatalytic activity. However, TMC have no absorption in the region of visible and near-Infrared (NIR) light. The optical resonance of Au nanorods (NRs) depending mainly on their length and width (aspect ratio) can be used to design panchromatic absorbers, covering most of the useful solar spectrum. Therefore, in this article, Au NRs and TMC composites were prepared by the ligand exchange method to show highly efficient H2 production (924 µmol h−1 g−1) under visible-NIR light irradiation. The efficient H2 production is explained by surface plasmon resonance (SPR) of Au NRs, electron injection to TMC, efficient charge transport in TMC due to the superstructure of TMC and water reduction on TMC. Single-particle confocal fluorescence microscopy and time-resolved diffuse reflectance measurements confirmed the efficient hot electron injection and charge separation from Au NRs with strong SPR to the superstructure of TMC.
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