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通過(guò)光分解或電化學(xué)分解水生成綠色氫氣的效率在很大程度上取決于所用的催化劑。最近，一些二維（2D）材料被認(rèn)為是有效的催化劑或助催化劑，其中氧封端MXenes在電致和光致水裂解方面都值得關(guān)注。

近日，捷克布拉格化學(xué)技術(shù)大學(xué)O. Lyutakov（通訊作者）等人報(bào)道了一種混合光電化學(xué)方法，并利用該方法基于Ti₃C₂T_x MXene薄片在等離子體支持的金（Au）光柵上的耦合和光觸發(fā)在水分解半反應(yīng)中生成的混合結(jié)構(gòu)的電催化活性，即析氫反應(yīng)（HER）。

特別是，在周期性圖案化的Au表面上沉積了具有氟和氧表面終端的MXene薄片，該Au表面能夠在可見光和近紅外（NIR）光照明下支持表面等離子體激元（SPP）激發(fā)。SPP激發(fā)允許光能的亞衍射聚焦和Ti₃C₂T_x薄片的電催化性能的有效增強(qiáng)。

在光照下，作者觀察到HER動(dòng)力學(xué)的顯著增強(qiáng)，以及從Volmer步驟到Heyrovsky步驟的HER速率決定步驟的調(diào)諧。反過(guò)來(lái)，作者觀察到了析氫效率得到了幾倍的增強(qiáng)，因?yàn)榈入x子體輔助熱載流子注入，以及等離子體加熱效應(yīng)的額外貢獻(xiàn)。

所提出的Au光柵/Ti₃C₂T_x混合結(jié)構(gòu)允許利用太陽(yáng)光譜的近紅外部分，該部分通常不用于水光解，但在可再生能源輔助的綠色制取氫氣中實(shí)現(xiàn)了更好的效率。

Surface plasmon-polariton triggering of Ti₃C₂T_x MXene catalytic activity for hydrogen evolution reaction enhancement. J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA04505A.

https://doi.org/10.1039/D1TA04505A.

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JMCA：表面等離子體-激元激發(fā)Ti3C2Tx MXene助力HER

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