寇旭东（临沂大学，山东 临沂 276000）

表面等离子体光催化材料分析

寇旭东（临沂大学，山东 临沂 276000）

光催化技术能够将低密度的太阳能有效的转化为高密度的化学能，不仅能够环节当今能源短缺的问题，还能减少环境污染的产生，因此被广泛的应用于各个领域之中。表面等离子光催化材料是一种新型的增强可见光催化性能的材料，解决了传统光催化材料不能有效利用太阳能的问题，因此本文将从表面等离子体光催化材料的元理出发，深入研究影响表面等离子体光催化材料性能的要素。

表面等离子体共振；催化机理；光催化；可见光

作为一种新型的光触媒，表面等离子体光催化材料能够减少污染源的排放，并且在降解污染物的过程中，不会造成二次污染，因此加强表面等离子体光催化材料的研究，在保护环境方面有着强烈的现实意义，本文将立足于表面等离子体光催化材料的原理，探讨影响表面等离子体光催化材料性能的要素，以供相关从业人员借鉴学习。

1 表面等离子体光催化材料的概述

当入射光照射在金属纳米颗粒上时，纳米颗粒上的电子与光子会发生震荡，从而产生一种电磁表面波，当入射光的频率与金属的等离子体震荡相同使，传导电子就会沿着金属表面行动，从而形成了共振，而电子表面波就是表面等离子体，当电子与光子快速的震荡时，对入射光会产生很强的吸收作用，这就是金属纳米颗粒能够吸收可见光的原因。[1]此外，电子与光子共振受到电子的密度的影响，电子密度越大，电子与光子的共振现象就越强，反之，电子密度越小，电子与光子的共振现象就越弱。同时，电子的质量、电荷的分布都与电子与光子的共振现象密切相关，因此相关工作人员在研究表面等离子体时，不能不考虑到金属内的电子的质量、电子的密度、电荷的分布情况，从而根据实际需要，来调节金属纳米颗粒的尺寸，从而强化表面等离子体的共振效应。表面等离子体光催化材料被广泛的应用于前沿研究领域，由于化学结垢稳定，使用效果明显，因此在太阳能电池制造、医学成像、生物标记等多个领域之中，都具有良好的应用潜力。表面等离子体光催化材料是基于贵金属纳米颗粒共振效应的半导体复合光催化材料，因此为了增强入射光的吸收范围，需要开展内条控能带的研究，从而提高表面等离子体光催化材料的能量转化率。

2 影响表面等离子体光催化材料性能的要素

2.1 金属纳米颗粒

金属纳米颗粒的大小影响着表面等离子体光催化材料的性能，首先，金属纳米颗粒表面等离子体的共振效应越大，在紫外可见光区域的光谱吸收作用越强，因此，因此可以说，表面等离子体光催化材料的性能取决于金属纳米颗粒的种类和大小。此外，表面等离子体光催化材料的性能还受纳米颗粒围观结构特性的影响，例如金属纳米颗粒的形状、结构、尺寸，都会影响到表面等离子体光催化材料的共振效应，因此相关工作人员可以通过调节贵金属纳米颗粒的形状与大小，来增强表面等离子体光催化材料的共振效应。由于贵金属资源吸收，价格昂贵，为了使贵金属纳米颗粒得到充分的利用，可以用紫外可见光来调节贵金属纳米颗粒的尺寸，从而增强贵金属纳米颗粒的可见光光催化性能，这有待相关工作人员的进一步研究。[2]

2.2 载体的影响

金属氧化物是目前常见的载体材料，这些氧化物载体的元素组成、表面源自组态、晶体结构、能带结构都会对表面等离子体光催化材料的性能产生不同程度的影响。例如载体的元素组成越复杂，表面等离子体光催化材料的活性越强，这是因为氧化物载体的数量级增加时，就会增加表面等离子体光催化材料电子的复合速率，从而提高了表面等离子体光催化材料的活性。而能带结构也会影响可见光照射的效果，由于表面等离子共振效应，氧气会被表面等离子体光催化材料的电子还原，使电子向氧化物的方向迁移，不仅能够增强表面等离子体光催化反应的性能，还可以提高表面等离子体光催化材料的可见光区域，从而增强了表面等离子体光催化材料的活性，从以上的研究可以看出，载体的元素组成、晶体结构，都会影响表面等离子体光催化材料的性能，这为相关工作人员提供了思路。[3]

3 结语

综上所述，表面等离子体光催化材料取决于载体与金属纳米颗粒的影响，表面等离子体光催化材料能否进一步的提高性能，这有待相关工作人员的研究。

[1]朱丹,王伟伟,刘孝恒.表面等离子体银增强的块状钼酸锌光催化材料的制备[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第34分会：纳米催化[C].中国化学会:,2014:1.

[2]邵先坤,郝勇敢,刘同宣,胡路阳,王媛媛,李本侠.基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展[J].化工进展,2016,01:131-137.

[3]王艳萍,陈鹏磊,杨长春,刘鸣华.一维Ag/AgCl纳米结构的可控构筑及其光催化性能[A].中国化学会.中国化学会第十五届胶体与界面化学会议论文集（第三分会）[C].中国化学会:,2015: 2.