This study presents the integration of UV-active semiconductor with plasmonic noble metal nanoparticles for enhanced solar energy photocatalysis. Nanocubes strontium titanate (SrTiO3) is synthesized via a simple hydrothermal process. Then palladium (Pd) nanoparticles will be deposited onto the surface of SrTiO3 by simple photochemical deposition route. The deposition of plasmonic Pd nanoparticles significantly increased the light absorption, especially in visible and near-infrared region and enhanced charge separation efficiency. The photocatalytic performance of Pd-deposited SrTiO3 is assessed by photodegradation of bisphenol A (BPA) and 4-chlorophenol (4CP) under solar light. The results confirm that the existence of Pd nanoparticles in SrTiO3 has improved the photocatalysis efficiency compared to pure SrTiO3. The higher weight percentage of Pd loading achieved better photocatalytic performance compared to lower weight percentage of Pd loading. This improvement can be deduced from the dual localized surface plasmon resonance effects that led to higher photoresponse and generation of free electrons. Moreover, the existence of Pd nanoparticles further retards the recombination rate of electron and hole pairs. This leads to the excess presence of electrons that contributed to the formation of active radicals that enhanced the oxidation of BPA and 4CP. Thus, this study will provide a new mechanism insight and approach to modify visible and near-infrared light-driven photocatalysts in degrading various organic pollutants.

中文翻译：

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等离子体Pd-SrTiO3双重协同效应增强太阳能光催化的机理洞察

这项研究提出了紫外活性半导体与等离子体贵金属纳米粒子的集成，以增强太阳能光催化。Nanocubes 钛酸锶 (SrTiO3) 是通过简单的水热工艺合成的。然后钯 (Pd) 纳米粒子将通过简单的光化学沉积途径沉积在 SrTiO3 表面。等离子体钯纳米粒子的沉积显着增加了光吸收，尤其是在可见光和近红外区域，并提高了电荷分离效率。Pd 沉积的 SrTiO3 的光催化性能通过双酚 A (BPA) 和 4-氯苯酚 (4CP) 在太阳光下的光降解来评估。结果证实，与纯 SrTiO3 相比，SrTiO3 中 Pd 纳米颗粒的存在提高了光催化效率。与较低重量百分比的 Pd 负载相比，较高的 Pd 负载重量百分比实现了更好的光催化性能。这种改进可以从导致更高光响应和自由电子产生的双局域表面等离子体共振效应中推断出来。此外，Pd 纳米粒子的存在进一步阻碍了电子和空穴对的复合率。这导致过量的电子有助于形成活性自由基，从而增强 BPA 和 4CP 的氧化。因此，这项研究将为修饰可见光和近红外光驱动的光催化剂以降解各种有机污染物提供新的机制见解和方法。这种改进可以从导致更高光响应和自由电子产生的双局域表面等离子体共振效应中推断出来。此外，Pd 纳米粒子的存在进一步阻碍了电子和空穴对的复合率。这导致过量的电子有助于形成活性自由基，从而增强 BPA 和 4CP 的氧化。因此，这项研究将为修饰可见光和近红外光驱动的光催化剂以降解各种有机污染物提供新的机制见解和方法。这种改进可以从导致更高光响应和自由电子产生的双局域表面等离子体共振效应中推断出来。此外，Pd 纳米粒子的存在进一步阻碍了电子和空穴对的复合率。这导致过量的电子有助于形成活性自由基，从而增强 BPA 和 4CP 的氧化。因此，这项研究将为修饰可见光和近红外光驱动的光催化剂以降解各种有机污染物提供新的机制见解和方法。这导致过量的电子有助于形成活性自由基，从而增强 BPA 和 4CP 的氧化。因此，这项研究将为修饰可见光和近红外光驱动的光催化剂以降解各种有机污染物提供新的机制见解和方法。这导致电子的过量存在有助于形成活性自由基，从而增强 BPA 和 4CP 的氧化。因此，这项研究将为修饰可见光和近红外光驱动的光催化剂以降解各种有机污染物提供新的机制见解和方法。