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该综述聚焦等离子体纳米材料，探讨其独特结构对催化性能的影响，总结混合等离子体纳米结构关键设计策略及物理化学机制，涉及形状、尺寸等调控，还讨论领域挑战与前景，为设计等离子体光催化材料提供见解。
表面等离振子共振（SPR）效应
表面等离振子共振（SPR）效应是金属纳米颗粒呈现的特殊光学现象，当入射光频率与纳米颗粒内自由电子集体振荡频率匹配时，其特征为强吸收或散射光子能量。SPR 金属与共振光子相互作用，使吸收和散射截面大幅增加，产生增强的局部电磁场。
材料设计与合成
电荷转移机制可有效降低活化能，促进化学键断裂，有研究报道其用于解释等离子体增强的 H2和 O2活化。但该过程与电荷衰减为热的过程存在竞争，且快速的 SPR 弛豫（约 100 皮秒）与缓慢的化学反应动力学（毫秒或秒）在时间尺度上的不匹配，显著阻碍了光化学反应。
为解决这些挑战，设计多组分等离子体纳米结构并建立高效电荷载流子通道至关重要。关键设计策略包括等离子体组分的形状、尺寸和电子结构定制，以及与其他等离子体组分、掺杂半导体或非等离子体组分耦合的原子级控制，单原子掺杂、晶相工程以及外部场耦合等。
例如，等离子体金属 - 半导体系统被广泛研究，以探索电荷转移机制、金属 - 载体相互作用以及功能导向工程。然而，等离子体金属与半导体之间形成的肖特基势垒意味着只有少数高能电子能到达半导体的导带参与催化反应，导致量子效率低。
还有研究者设计了包含 SPR 金属和非贵金属过渡金属的混合等离子体纳米结构，以促进电荷载流子转移。如 Linic 等人通过调节反应体系的 pH 值，在 Ag 纳米立方体上沉积几个单层的 Pt，促进了 Pt 壳内优先形成电荷载流子；Halas 等人设计了 Au-Ru 和 Au-Fe “天线 - 反应器” 复合物用于氨分解，这些多组分纳米结构分别作为光吸收体和催化反应中心，抑制了能量耗散。
结论与展望
等离子体纳米材料为提高太阳能转换效率提供了新途径，在催化领域受到广泛关注。与传统方法相比，等离子体驱动催化具有更高的光化学转换效率、可调节的产物选择性和温和的反应条件，这与等离子体纳米结构的优化设计密不可分。近年来，在可控和可扩展合成具有精确几何形状的混合等离子体纳米材料方面取得了显著进展，从而提高了不同反应路径的催化性能。
未来，该领域仍面临诸多挑战，需进一步深入研究以优化多组分等离子体纳米结构的设计，提升光化学转换效率，推动高性能等离子体光催化剂的发展。
