Ni2P纳米颗粒耦合双侧的WO3-x纳米棒高效催化氨硼烷水解析氢

随着入射光的激发，纳米材料表面自由电子的集体振荡可能产生强烈的光吸收和光散射，这种现象被称为局域表面等离子体共振（LSPR）。具有LSPR特性的纳米材料可能产生极其独特的光学或电学性能，因而可应用于电催化析氢、光捕获以及光催化等领域。迄今为止，大量的研究一直关注于金、银等贵金属纳米粒子的LSPR特性，然而高成本与匮乏的资源储量严重限制了贵金属基LSPR材料的开发及应用。

近年来，具有低成本、高稳定性、耐酸腐蚀、绿色无毒的高度可调载流子浓度的WO_3-x基LSPR纳米材料逐渐得到研究者的关注。但是，目前对于WO_3-x基LSPR纳米材料的开发与应用仍然处于起步阶段，很多相关的理论与深入的机理研究仍然值得探索。富含氧空位的超薄WO_3-x纳米棒在可见近红外区域表现出强烈的LSPR吸收，超薄纳米棒具有极短的电荷扩散距离、丰富的反应位点和高结晶度等优势。因此，基于LSPR的超薄WO_3-x纳米棒在催化领域具有巨大的应用潜力。

最近，东南大学（Southeast University）的娄永兵教授（点击查看介绍）团队和上海交通大学的赵一新教授（点击查看介绍）及南京大学的朱俊杰教授（点击查看介绍）合作，通过Ni₂P纳米粒子紧密耦合双侧的WO_3-x纳米棒，利用具有强烈LSPR特性的超薄WO_3-x纳米棒的近场增强以及独特的耦合结构设计，有效地促进了光生热电荷载流子由WO_3-x纳米棒向Ni₂P纳米粒子的快速转移，从而显著提升Ni₂P纳米粒子催化氨硼烷水解析氢的性能。实验表明，在可见光的照射下，相比于单独的Ni₂P纳米粒子，这种独特设计的WO_3-x/Ni₂P纳米复合材料的催化氨硼烷水解析氢性能提高了近10倍以上，而简单机械混合物的催化性能仅仅提升了不到2倍。

该工作通过相关的实验分析，深入探究了基于WO_3-x纳米棒的LSPR效应，显著提升了Ni₂P纳米粒子催化性能的相关机理。相关研究不仅推动了非贵金属基LSPR在催化应用领域的实践探索，同时丰富了LSPR在催化方面的理论研究。此外，这种有效利用金属氧化物基LSPR的策略为进一步设计高效新颖的基于LSPR增强的非贵金属催化剂应用于能源和环境相关的领域提供了思路。相关成果近期发表在Chemical Communications 上，文章的第一作者是东南大学的娄永兵教授。

该论文作者为：Yongbing Lou, Jinxin He, Guoning Liu, Shaopeng Qi, Lin Cheng, Jinxi Chen, Yixin Zhao and Jun-Jie Zhu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Efficient Hydrogen Evolution from the Hydrolysis of Ammonia Borane using Bilateral-like WO_3-x Nanorods Coupled with  Ni₂P Nanoparticles

Chem. Commun., 2018, DOI: 10.1039/C8CC03502D

导师介绍

赵一新

http://www.x-mol.com/university/faculty/37839

朱俊杰

http://www.x-mol.com/university/faculty/11600

娄永兵

http://www.x-mol.com/university/faculty/19308

课题组链接

http://jszy.seu.edu.cn/_s2580/main.psp