银纳米结构形貌与浓度调控增强金红石TiO2 表面等离子体光催化产氢性能研究

【编辑推荐】本研究通过多元醇法构建Ag纳米结构修饰的金红石TiO2 等离子体光催化剂，系统优化Ag负载浓度（3 wt%）与纳米结构形貌（3.13 nm），实现806.40 μmol g?1 h?1 的太阳能光催化H2 产率。研究揭示了局域表面等离子体共振（LSPR）增强光子吸收与金属-半导体界面电荷分离的协同机制，为宽禁带半导体在清洁能源领域的应用提供新策略。

　　

在全球能源转型背景下，太阳能驱动光催化分解水制氢技术被视为解决化石能源危机的潜在方案。然而，传统半导体材料如TiO₂
因其宽禁带特性（金红石相3.0 eV）仅能利用紫外光，严重制约太阳能转化效率。尽管通过贵金属纳米颗粒（如Ag、Au）引入局域表面等离子体共振效应（LSPR）可拓展光响应范围，但针对金红石TiO₂
的Ag纳米结构形貌-性能关系研究仍存在空白。印度科学研究院的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表论文，通过精准调控Ag纳米结构的浓度、尺寸与形貌，显著提升金红石TiO₂
的太阳能光催化产氢性能。

研究采用多元醇合成法，以不同分子量（Mw）的聚维酮（PVP）为形貌导向剂，制备系列Ag-金红石TiO₂
复合光催化剂。通过X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）确认金属Ag相，结合紫外-可见漫反射光谱（UVD