近日，我院霍鹏伟教授团队在国际权威学术期刊NANO ENERGY（影响因子：16.8）发表题为“Ag plasmon adjusted single crystal Cu2O nanoreactor array with ordered charge transport and light multiplication effect for high photocatalytic conversion of CO2”的研究论文。江苏大学为论文第一完成单位，博士生许梦阳为第一作者，闫研教授和霍鹏伟教授为通讯作者。
光催化将二氧化碳（CO2）转化为富含能量的小分子对于实现碳中和经济至关重要。为提高CO2的转化效率，在传统的光催化体系中引入局部表面等离子体共振（LSPR）成为研究热点。然而，LSPR效应的研究仍需要深入的探究，特别是对理想等离子体“载体”的要求还没有得到充分的阐明，导致LSPR效应的实际作用没有得到有效的开发。
在此背景下，本研究设计表面修饰有Ag纳米颗粒作为光学天线的单晶Cu2O纳米反应器（Cu2O-V）用于CO2转化。精心设计的单晶结构Cu2O具有高度有序的原子排列和较少的晶界缺陷，提供高速电子传输路径，并显著提高Cu+稳定性。同时，Cu2O-V的薄壳层囊泡阵列结构形成“双重光陷阱”，显示出卓越的LSPR放大效应。此结构使催化剂均匀浸没于局部电磁场中，增加载流子生成和转移速率。最终，在“双重光陷阱”与LSPR的协同作用下，Ag-Cu2O-V表现出一流的性能和出色的稳定性，并检测到少量C2产物。该研究揭示了以高速电子传递通道和囊泡阵列结构为特征的单晶Cu2O催化剂结合LSPR对光反应性的影响，其研究发现为设计高稳定性、高活性的光催化剂提供了参考。
该研究成果得到了国家自然科学基金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110930
