Evidence of direct charge transfer in plasmon-mediated photocatalytic water splitting: A time-dependent density functional theory study

飞秒 密度泛函理论 物理 分解水 等离子体子 光催化分解水 原子物理学 化学物理 激发态 电子转移 分子物理学 光催化 激发 含时密度泛函理论 光子 激光器 光化学 光电子学 化学 光学 催化作用 量子力学 生物化学
作者
Qingying Feng,Ying Zhang,Hao Feng,Dong Liu,Qiang Li
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:34 (11) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0123366
摘要

Photocatalytic water splitting is a promising route for hydrogen production and solar energy storage. Plasmon-mediated water splitting has the potential to harvest photons with longer wavelengths compared with semiconductor-based photocatalysis. However, the mechanism of plasmon-induced charge transfer, the determining step of photochemistry, is not well understood. Here, we studied plasmon-mediated water splitting at atomic length scale and femtosecond timescale. Linear-response time-dependent density functional theory calculations and Ehrenfest dynamics simulations were performed for a realistic H2O@Au6 model excited by the femtosecond laser. Wavelength-dependent charge transfer mechanisms were demonstrated. Especially, for the excitation of 2.25 eV that falls into the visible spectrum, evidence was presented for the dominant direct transfer of d-orbital electrons from the gold cluster to the adsorbed water molecule. In this mechanism, the charge transfer leapfrogs the processes of excitation and thermalization within gold described in the classical theory. The results can assist the design of more energy-efficient solar water splitting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
2秒前
lv发布了新的文献求助10
2秒前
谦让大娘发布了新的文献求助10
3秒前
zhouxu发布了新的文献求助10
3秒前
浅沫juanjuan完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
昀宇完成签到 ,获得积分10
5秒前
阿敬完成签到,获得积分10
5秒前
qqrtqr发布了新的文献求助20
5秒前
左霆发布了新的文献求助10
5秒前
罗先生发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
共享精神应助Zz采纳,获得30
5秒前
蓝色白羊完成签到,获得积分10
6秒前
杂化轨道退役研究员完成签到,获得积分10
6秒前
精明尔曼发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Luo完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
8秒前
fuws发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助111采纳,获得10
9秒前
顾矜应助闪闪茉莉采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
黑桃3完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
卢雨生发布了新的文献求助10
10秒前
Thriving完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
vvv发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
强健的澜发布了新的文献求助10
13秒前
脑洞疼应助壮观的远侵采纳,获得10
13秒前
pan完成签到,获得积分10
13秒前
黑桃3发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 1000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 310
The Moiseyev Dance Company Tours America: "Wholesome" Comfort during a Cold War 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3980027
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3524131
关于积分的说明 11219994
捐赠科研通 3261576
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1800726
邀请新用户注册赠送积分活动 879263
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 807232