研究目的
研究通过在TiO2纳米立方体表面原位光沉积Pt纳米颗粒，利用表面等离子体共振效应及组分间强相互作用来提升太阳能驱动的光催化产氢性能。
研究成果
在TiO?纳米立方体上原位光沉积Pt纳米颗粒，通过表面等离子体共振（SPR）效应显著增强了光催化产氢性能——该效应将光吸收范围拓展至可见光区并改善了电荷分离。其中0.5% Pt-TNCB复合材料的产氢速率达到337.84 μmol h?1，是纯TNCB的37倍，展现出优异的稳定性和效率。该方法为开发高效等离子体光催化剂以实现太阳能转化提供了可行途径，对解决能源与环境问题具有重要启示意义。未来研究应聚焦机理探究与工艺放大。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的合成与测试，未涉及工业化应用的规?；尚行浴２拷系停?lt;1 wt%），可能并非适用于所有条件，且表面等离子体共振（SPR）增强的具体机制可通过更精细的理论建模进一步探究。潜在优化方向包括调整合成参数以改善铂分布，以及探索其他贵金属或复合材料。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用简易溶剂热法合成TiO?纳米立方体（TNCB），随后在紫外光照射下原位光沉积铂纳米颗粒制备Pt-TNCB复合材料。该设计旨在利用铂的表面等离子体共振效应增强可见光吸收与电荷分离。
2：样品选择与数据来源：
样品包含不同铂浓度（0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%）的TNCB和Pt-TNCB。数据源自合成材料并通过多种技术表征。
3：1%、3%、5%、7%、9%）的TNCB和Pt-TNCB。数据源自合成材料并通过多种技术表征。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于晶体结构分析的X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨TEM（HRTEM）、紫外-可见反射光谱仪、氮气吸附-脱附等温线仪、X射线光电子能谱仪（XPS）、光致发光（PL）光谱仪、瞬态荧光光谱仪、光电化学测量装置及AM 1.5光照（100 mW cm?2）下的光催化产氢系统。材料包含TiO?前驱体、用于铂沉积的H?PtCl?溶液及产氢测试催化剂。
4：5光照（100 mW cm?2）下的光催化产氢系统。材料包含TiO?前驱体、用于铂沉积的H?PtCl?溶液及产氢测试催化剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过溶剂热法合成TNCB，在紫外光下原位光沉积铂纳米颗粒于TNCB表面。表征手段涵盖XRD、拉曼、SEM、TEM、HRTEM、UV-vis、BET比表面积分析、XPS、PL、瞬态荧光、光电流响应、电化学阻抗谱及光催化产氢测量。产氢量通过气相色谱仪或类似检测器测定。
5：数据分析方法：
采用Tauc图计算带隙，BET法测定比表面积，XPS分析元素及化学状态，PL强度评估电荷复合速率，瞬态荧光测量寿命，统计比较产氢速率。
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X-ray diffraction
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Analyze crystal structure of samples
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Raman spectroscopy
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Characterize vibrational modes and interactions
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SEM
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Image morphology and microstructure
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TEM
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Provide detailed internal structure images
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HRTEM
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Resolve lattice fringes
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UV-vis reflectance spectroscopy
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Not specified
Measure light absorption and band gap
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Nitrogen adsorption-desorption isotherm
Not specified
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Determine surface area and porosity
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XPS
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Not specified
Analyze surface composition and chemical states
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Photoluminescence spectroscopy
Not specified
Not specified
Assess charge carrier recombination
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Transient fluorescence spectroscopy
Not specified
Not specified
Measure lifetime of photogenerated charges
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Photoelectrochemical measurement system
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Not specified
Evaluate photocurrent response and impedance
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Photocatalytic H2 evolution setup
AM 1.5
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Simulate solar light for hydrogen production tests
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