表面電漿共振用於光催化水分解產氫 本研究利用奈米金負載於光觸媒二氧化鈦進行光催化水分解產氫，探討奈米金的表 面電漿共振現象。當電磁波照射金屬與介電材料的表面時，金屬上的自由電子會受電磁 波驅動而產生群集震盪的行為，稱為表面電漿共振(Surface Plasmonic Resonance, SPR)，可 視為一個增強的外加電場。圖一所示為奈米金負載於二氧化鈦時的SPR現象。當光觸媒 二氧化鈦被紫外光照射時，電子會從價帶被激發到傳導帶。接著電子易轉移到二氧化鈦 表面的奈米金，而當奈米金被適當的可見光照射時，也引發了SPR現象，增強光催化活 性。圖二為水分解產氫結果。水分解產氫的氫氣與氧氣氣體體積比為2:1，符合化學反應 式，證實氫氣確實從水分解而來(此圖未顯示氧氣的量)。在紫外光及可見光照射下，奈 米金不僅扮演了電子陷阱及活性基的角色，也因其表面電漿共振現象而得到最高氫氣產 量。另以有限元素法模擬在光觸媒水分解產氫系統中電場的分佈(圖三)，發現在奈米金 及二氧化鈦介面間的電場確實被增強。(吳紀聖教授提供，cswu@ntu.edu.tw)
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