Au/Pt納米柱陣列電極的制備及光電催化氧化甲醇性能

孫維鑫，劉 佳，王家正，張益妙，金 磊，周劍章，楊防祖，吳德印，田中群

（固體表面物理化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)系,廈門(mén)361005）

光電化學(xué)界面是太陽(yáng)能利用［1］、光催化反應(yīng)的重要場(chǎng)所，引起了廣泛關(guān)注.傳統(tǒng)的光電化學(xué)界面主要利用半導(dǎo)體材料構(gòu)筑光電催化劑，但光能利用范圍往往集中在紫外區(qū)域，并且使用的穩(wěn)定性仍具有很大挑戰(zhàn).近年來(lái)，貴金屬納米結(jié)構(gòu)材料對(duì)可見(jiàn)光吸收的獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)引起了人們關(guān)注.可見(jiàn)光照射在貴金屬納米結(jié)構(gòu)表面，當(dāng)入射光頻率與表面自由電子集體振蕩的頻率相等時(shí)，會(huì)產(chǎn)生等離激元能量共振（SPR）現(xiàn)象.有大量關(guān)于應(yīng)用SPR光學(xué)“熱點(diǎn)”增強(qiáng)光譜檢測(cè)信號(hào)的研究［2］，由于“熱點(diǎn)”具有的特殊的增強(qiáng)局域光電場(chǎng)效應(yīng)［3］、熱載流子效應(yīng)及光熱效應(yīng)［4～6］，光學(xué)熱點(diǎn)也成為增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)（PMCR）的“熱點(diǎn)”［7，8］.特別是當(dāng)在電催化反應(yīng)中引入PMCR時(shí)，可以降低電催化過(guò)程過(guò)電位，調(diào)控反應(yīng)的速率及選擇性［9］.

甲醇光電氧化過(guò)程對(duì)于能源高效利用方面具有巨大的意義［10，11］.如在甲醇燃料電池中，可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.這類(lèi)能源小分子的氧化過(guò)程往往需要具有高效催化的鉑貴金屬作為電極材料［12，13］.然而鉑的成本較高，并且在甲醇氧化過(guò)程中，常會(huì)產(chǎn)生中間體CO毒化鉑電極表面，使過(guò)電位突增，降低催化活性.目前已有關(guān)于SPR效應(yīng)可以有效地增強(qiáng)甲醇氧化效率過(guò)程的研究，如利用連續(xù)的納米孔隙金電極［14］使甲醇光電氧化電流提高到531μA/cm2.還有將等離激元金屬與催化活性材料結(jié)合，合成核殼結(jié)構(gòu)的納米粒子（Au/Ag@X，X=Pt，Pd等）用于光電催化過(guò)程的研究，如設(shè)計(jì)合成Au@Pt納米粒子負(fù)載的電極，調(diào)控光波長(zhǎng)探究SPR對(duì)甲醇氧化反應(yīng)的影響［15～17］，并通過(guò)在電化學(xué)反應(yīng)中光電流的變化來(lái)研究SPR光電和光熱作用的比例［18］.在Ag和Pd合金體系的光電催化甲醇氧化中，有研究認(rèn)為SPR弛豫的熱空穴參與是光電氧化反應(yīng)的重要因素［19］.但是由于納米粒子的負(fù)載量、堆積形貌、核殼金屬厚度的均一性等不可控因素，導(dǎo)致產(chǎn)生SPR的熱點(diǎn)不穩(wěn)定，阻礙了對(duì)SPR光電催化的進(jìn)一步研究，并且對(duì)于SPR光電催化熱點(diǎn)反應(yīng)機(jī)理仍不清晰，構(gòu)筑納米粒子負(fù)載的電極［20］和微電極［21］等用于等離激元光電催化的方法仍存在不足，因此研究等離激元光電反應(yīng)的難點(diǎn)仍在于如何構(gòu)筑穩(wěn)定和熱點(diǎn)可控的等離激元光電催化界面.最近，Zhan等［22］利用全息光刻技術(shù)得到的等離激元光電電極，可以用于在電極表面區(qū)分等離激元的光電效應(yīng)和光熱過(guò)程.但目前對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、均一“熱點(diǎn)”的SPR光電電極用于催化反應(yīng)過(guò)程的報(bào)道仍很少.

為了構(gòu)筑結(jié)構(gòu)形貌均一可控的SPR光電化學(xué)電極，進(jìn)一步研究等離激元光電催化過(guò)程，本文首先利用納米壓印和氣相沉積制備有序金納米柱結(jié)構(gòu)，再采用氣相沉積方法獲得修飾不同厚度Pt鍍層的Au納米柱電極（簡(jiǎn)寫(xiě)為Au/Pt）.通過(guò)測(cè)定實(shí)驗(yàn)反射光譜和有限元電磁場(chǎng)（FEM）理論模擬歸屬不同厚度Pt層修飾Au納米柱電極的等離激元共振吸收峰，并對(duì)表面耦合模式進(jìn)行指認(rèn).最后，以甲醇光電催化氧化體系為例，探究了有序納米結(jié)構(gòu)電極的等離激元光電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

氫氧化鉀、甲醇和氯金酸均為分析純，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；超純水由Millipore Milli-Q型超純水儀（上海西格瑪奧德里奇公司）制備；N2（純度99.99%）購(gòu)自廈門(mén)林德氣體公司.

Temescal FC/BJD-2000型電子束蒸發(fā)系統(tǒng)（美國(guó)Temescal公司）；Eitre 6型納米壓印光刻系統(tǒng)（瑞典Obducate Technilogies AB公司）；Plasma/PDC-002-HP型等離子清洗機(jī)（美國(guó)Harrick Plasma公司）；S-4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM，日本Hitachi公司）；MI5500-AFM型原子力顯微鏡（AFM，美國(guó)Aglient公司）；Cary 5000型紫外-可見(jiàn)-近紅外分光光度計(jì)（美國(guó)瓦里安公司）；CHI 660e型電化學(xué)工作站（上海辰華儀器有限公司）；Microsolar300氙燈光源（北京泊菲萊科技有限公司）；光電電解池，飽和甘汞參比電極（SCE）及Pt片對(duì)電極均購(gòu)自天津艾達(dá)恒晟科技發(fā)展有限公司；使用COMSOL Multiphysics多物理場(chǎng)擬合（瑞典Comsol有限公司）軟件模擬不同結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)效應(yīng).

1.2 納米柱陣列電極的制備

有序金納米柱電極的制備過(guò)程如Scheme 1所示.選取2 cm×2 cm（厚度0.3 cm）的普通玻璃作為有序結(jié)構(gòu)的制備基底.首先，利用電子束蒸發(fā)系統(tǒng)在玻璃表面噴鍍厚度分別為2 nm鉻和100 nm金的膜，再進(jìn)行旋涂納米壓印膠（厚度約200 nm）.然后利用450 nm周期孔洞陣列鎳模板（孔洞直徑約200 nm，孔深約180 nm）構(gòu)建壓印結(jié)構(gòu)，使用Eitre 6納米壓印光刻系統(tǒng)熱壓印技術(shù)，得到互補(bǔ)結(jié)構(gòu)并轉(zhuǎn)移至軟模板（Intermediate Polymer Sheet，IPS）.然后，再利用Eitre 6納米壓印光刻系統(tǒng)紫外壓印技術(shù)，得到與軟模板互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，即為玻璃電極上納米陣列結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與鎳模板一致.最后，用Plasma/PDC-002-HP等離子清洗機(jī)刻蝕殘膠至導(dǎo)電層裸露.

Scheme 1 Flow chart of preparing nano-column electrode based on nano-imprint and electrochemical deposition

在電沉積中電鍍液參照文獻(xiàn)［23］方法配制亞硫酸金鈉電鍍液，得到的亞硫酸金體系中Au的濃度為1 g/L.篩選不同恒電流沉積條件進(jìn)行沉積，具體篩選過(guò)程見(jiàn)圖S1（見(jiàn)本文支持信息）.最后，利用電子束蒸發(fā)系統(tǒng)在有序金納米柱狀電極上氣相沉積Pt膜，分別得到厚度為1，2和4 nm Pt膜鍍層.

1.3 納米柱陣列電極的結(jié)構(gòu)形貌表征

分別采用S-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡以及MI5500-AFM原子力顯微鏡表征樣品的表面形貌和高度，在AFM測(cè)試中，采用新冷食人魚(yú)溶液除去納米壓印光刻膠.

1.4 納米柱陣列電極的反射光譜測(cè)試

采用Cary 5000紫外-可見(jiàn)-近紅外分光光度計(jì)測(cè)定納米柱陣列電極的反射光譜.結(jié)合COMSOL Multiphysics對(duì)納米柱陣列電極的光學(xué)吸收和電場(chǎng)耦合模式進(jìn)行模擬.數(shù)值模型為三維陣列模型，圓柱形納米柱的4個(gè)側(cè)面使用周期性邊界條件，以模擬平面二維陣列結(jié)構(gòu).入射的方向垂直于電極表面，其為線偏振光，通過(guò)端口邊界條件激發(fā)，在端口上方設(shè)置完美匹配層，反射率由通過(guò)端口的S-參數(shù)得出.納米柱陣列結(jié)構(gòu)上方的環(huán)境介質(zhì)折射率為1，納米壓印膠的折射率取1.5，金和鉑的折射率分別取自實(shí)驗(yàn)值［24，25］.

1.5 光電催化性能測(cè)試

電沉積與甲醇的光電氧化反應(yīng)均在CHI 660e型電化學(xué)工作站上進(jìn)行.工作電極為制備的均一結(jié)構(gòu)的Au和Au/Pt納米柱電極，對(duì)電極為Pt片，參比電極為飽和甘貢電極（SCE），循環(huán)伏安的掃描速率為50 mV/s.電解液為0.5 mol/L KOH和1 mol/L CH3OH的混合溶液.所有測(cè)試前通入30 min氮?dú)夤呐莩ト芤褐械难?光電催化實(shí)驗(yàn)中的光源采用300 W氙燈，光功率范圍為200～450 mW/cm2.

2 結(jié)果與討論

2.1 納米壓印和電化學(xué)沉積過(guò)程的形貌

利用納米壓印技術(shù)制備金膜電極上的周期性納米孔洞陣列基底，基底的納米結(jié)構(gòu)孔洞大小約為200 nm.利用電沉積的方法在孔洞結(jié)構(gòu)中構(gòu)建均勻生長(zhǎng)的納米金柱結(jié)構(gòu)，首先，利用亞硫酸金鈉溶液的循環(huán)伏安曲線，確定恒電流沉積參數(shù)，通過(guò)篩選不同的恒電流密度，得到最佳電沉積電流密度和沉積時(shí)間（圖S2和圖S3，見(jiàn)本文支持信息）.當(dāng)電流密度為0.7 mA/cm2，沉積時(shí)間控制在400 s時(shí)，可以得到較為光滑、均一、且填滿孔洞的Au納米柱電極，其SEM照片見(jiàn)圖1（A）.為了進(jìn)一步表征周期性陣列的納米金柱狀電極，將電沉積樣品表面的殘膠剝離，進(jìn)行AFM表征，如圖1（B）所示.圖1（C）可見(jiàn)，利用AFM表征得到的金納米柱的高度約為180～200 nm，柱直徑為200 nm，與基底的孔洞高度一致.電沉積得到了均一穩(wěn)定的金納米結(jié)構(gòu)柱后，利用氣相沉積方法，分別制備1，2和4 nm Pt層的Au/Pt納米柱電極，它們的SEM照片分別如圖1（D）～（F）所示.

Fig.1 SEM image(A),AFM image(B)and AFM height diagram(C)of the array electrode of Au nanopillars from constant current electrodeposition and after stripping,SEM images of the Au/Pt nanopillar electrode with 1 nm(D),2 nm(E)and 4 nm(F)Pt vapor deposited on the Ag nanopillars

2.2 不同Pt厚度的納米柱陣列電極的反射光譜

對(duì)制備的納米柱陣列電極的光學(xué)特性進(jìn)行測(cè)試和理論模擬（圖2）.圖2（A）為實(shí)驗(yàn)測(cè)量納米柱電極陣列的反射光譜，分別對(duì)應(yīng)0，1，2和4 nm厚度的Pt鍍層.其中純金納米柱電極有一個(gè)較窄的（592 nm）和一個(gè)較寬的吸收峰（719 nm）.負(fù)載Pt鍍膜后的寬吸收峰會(huì)發(fā)生藍(lán)移.對(duì)于1和2 nm厚的Pt膜鍍層，長(zhǎng)波段吸收峰藍(lán)移至709及687 nm，而當(dāng)Pt厚度增加至4 nm時(shí)，短波長(zhǎng)吸收峰幾乎消失，而只在674 nm處有一個(gè)吸收峰.上述結(jié)果表明，引入Pt鍍層使Au/Pt復(fù)合金屬電極在可見(jiàn)光下吸收峰的峰形發(fā)生變化，峰位發(fā)生藍(lán)移，與銀核鉑殼納米粒子的類(lèi)似［26］.

Fig.2 Experimentally measured and simulated reflection spectra(A)and theoretically simulated electric field distribution diagrams for 584 nm(B),638 nm(C)and 666 nm(D)of the gold nanopillars

為了解釋不同的吸收峰對(duì)應(yīng)的SPR模式，采用有限元理論模擬了2 nm Au/Pt電極的光學(xué)吸收峰及其耦合光電場(chǎng)，如圖2所示.在理論模擬反射光譜圖中，有3個(gè)明顯的吸收峰，分別為584，638和666 nm.圖2（B）為584 nm處譜峰電場(chǎng)分布，主要由SPR效應(yīng)貢獻(xiàn)，對(duì)應(yīng)的光電場(chǎng)在金納米柱底部和金膜間的耦合分布，還有部分來(lái)自柱頂部的貢獻(xiàn)，其峰值與實(shí)驗(yàn)值相吻合.圖2（C）為638 nm處吸收峰對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)分布，主要來(lái)自金納米柱頂端SPR效應(yīng)貢獻(xiàn).圖2（D）為666 nm處吸收峰的SPP效應(yīng)貢獻(xiàn)，引起該峰的電場(chǎng)分布主要為金膜表面的表面等離激元極化子（SPP）耦合.基于上述理論吸收譜峰指認(rèn)，我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)觀測(cè)長(zhǎng)波長(zhǎng)較寬的吸收峰對(duì)應(yīng)于柱頂端的SPR模式和金膜的SPP模式混合而成.同時(shí)，與理論計(jì)算相比，該寬峰實(shí)驗(yàn)吸收峰略微紅移，這種紅移為氣相沉積的鉑層與金納米柱的界面結(jié)構(gòu)與理論模型之間的差異所致.

2.3 Au及Au/Pt納米柱電極的甲醇光電催化反應(yīng)

將制備得到的4種納米柱陣列結(jié)構(gòu)電極應(yīng)用于甲醇光電催化氧化實(shí)驗(yàn)中，得到循環(huán)伏安曲線如圖3所示.圖3（A）為未沉積Pt的Au納米柱陣列電極和單純噴鍍2 nm Pt鍍層在100 nm金層玻璃電極在暗態(tài)和光照下循環(huán)伏安曲線的變化.對(duì)于Au納米柱陣列電極，在光照條件下甲醇的氧化電流峰有一定提升，但金的氧化電流明顯地偏小，這主要是由于其電催化氧化效率很低.在450 mW/cm2功率的白光照射下，峰電流變化僅為37μA.與Au納米柱電極相比，Pt層電極的甲醇氧化電流明顯較大，氧化效率顯著提高，但由于Pt片電極在可見(jiàn)光區(qū)域的SPR較弱［27］，因此光照對(duì)甲醇氧化電流的影響很小.相比之下，構(gòu)筑的Au/Pt納米柱電極的循環(huán)伏安曲線的氧化峰電位有很大的提高.圖3（B）～（D）分別對(duì)應(yīng)厚度為1，2和4 nm Pt層，Au/Pt納米柱電極將Au納米結(jié)構(gòu)電極的SPR效應(yīng)和負(fù)載Pt的電催化效應(yīng)結(jié)合.在光照條件下，4 nm Au/Pt納米柱電極的甲醇氧化反應(yīng)峰值電流提高十分微弱，這是因?yàn)镻t層相對(duì)較厚，Au/Pt電極性質(zhì)更傾向于單純Pt體相的催化效應(yīng)，受限于Pt的厚度，Pt表面難以體現(xiàn)Au納米結(jié)構(gòu)基底的SPR熱載流子效應(yīng).對(duì)于1和2 nm Pt鍍層，光照使甲醇的氧化電流均有明顯提升，并且氧化峰電位都出現(xiàn)一定程度的負(fù)移，證明此時(shí)熱空穴參與反應(yīng)降低了氧化反應(yīng)的過(guò)電位［19］.上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，2 nm Pt鍍層的Au/Pt電極具有更優(yōu)的提升SPR光電催化氧化電流的能力［圖3（C）］.

Fig.3 Cyclic voltammogram of methanol under different light powers on Au nanopillar electrode and 2 nm Pt electrode,respectively(A),as well as Au/Pt cylindrical electrode by depositing Pt with different thicknesses of 1 nm(B),2 nm(C)and 4 nm(D)(Scan rate:50 mV/s)

為了進(jìn)一步分析光照對(duì)Au/Pt納米柱電極上甲醇光電催化反應(yīng)的影響，圖4（A）給出了不同電極上峰電流隨光強(qiáng)的變化及線性擬合結(jié)果.可見(jiàn)，2 nm Au/Pt的峰電流不僅強(qiáng)度最大，而且斜率最大，表示此時(shí)光對(duì)氧化過(guò)程影響最大.與單純的Pt層負(fù)載電極相比，Au/Pt納米柱陣列電極的峰電流隨光強(qiáng)增加呈線性增大，其中1和2 nm Au/Pt電極的線性增加斜率較大，如圖4（B）所示.雖然Pt對(duì)甲醇氧化反應(yīng)有較高的催化性能，但是Pt層過(guò)厚不利于Au納米結(jié)構(gòu)上SPR效應(yīng)產(chǎn)生的熱載流子轉(zhuǎn)移到表面，反而不利于甲醇光電氧化反應(yīng).綜上，2 nm Au/Pt電極對(duì)光有較好的響應(yīng)，同時(shí)具有良好光電催化活性.

Fig.4 Relationship of peak current on light intensity in different electrodes(A)and linear fitting slopes of peak currents on different electrodes(B)

圖5（A）為在2 nm Au/Pt電極上光強(qiáng)度變化對(duì)甲醇氧化的正掃和反掃氧化峰的影響.在正掃過(guò)程中，增加光強(qiáng)度，甲醇氧化的峰值電流呈現(xiàn)線性增長(zhǎng).當(dāng)光照強(qiáng)度為450 mW/cm2時(shí)，光照顯著提高了甲醇的氧化電流，氧化峰值電流由暗態(tài)下47.61 mA增至77.41 mA.同時(shí)，注意到在正掃過(guò)程中，隨著光強(qiáng)增強(qiáng)，出峰電位發(fā)生負(fù)向偏移.如在暗態(tài)下峰電位處于-0.21 V，而在光照條件下峰電位負(fù)移至-0.26 V.在Au/Pt納米柱陣列電極表面，光照下產(chǎn)生SPR弛豫產(chǎn)生熱空穴，空穴能量低于電極Fermi能級(jí)，氧化能力高于相應(yīng)暗態(tài)下Fermi能級(jí)處的未占據(jù)態(tài)，所以有效增加甲醇氧化的反應(yīng)位點(diǎn)，使甲醇的氧化過(guò)電位有效降低.另外，由于Pt的存在，甲醇氧化過(guò)程中出現(xiàn)了強(qiáng)吸附中間產(chǎn)物如CO［28］，導(dǎo)致表面的位點(diǎn)被占據(jù)，過(guò)電位升高.但是隨著光的引入甲醇氧化效率提高的原因來(lái)自兩方面：（1）SPR產(chǎn)生熱空穴促進(jìn)甲醇氧化反應(yīng)進(jìn)行；（2）在反掃過(guò)程中光照促進(jìn)了吸附中間體的反應(yīng)，釋放了被占據(jù)的反應(yīng)位點(diǎn).反映了在光照條件下反掃氧化效率要略高于正掃的情況.根據(jù)制備電極的反射光譜和SPR耦合模式，SPR效應(yīng)主要分布于金納米柱頂部，光生熱空穴使更多反應(yīng)物吸附在納米柱頂端表面，而金納米柱底端與金膜間的耦合以及金膜表面SPP效應(yīng)不直接影響納米柱柱頂?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng).

Fig.5 Relationship between light intensity and methanol oxidation current during forward and reverse scanning(A),photovoltage change of methanol system under different currents(B),constant current oxidation of methanol on 2 nm Au/Pt electrode under light or dark(C)

最后為了驗(yàn)證光照會(huì)使電極表面產(chǎn)生自清潔作用，對(duì)甲醇氧化電流下持續(xù)反應(yīng)進(jìn)行了研究.圖5（B）為在不同光電流條件下的光電壓響應(yīng).該體系采用450 mW/cm2的光照射時(shí)光電壓均使表面的氧化偏壓下降，且在高氧化電流時(shí)光電壓降低更大，證明光照產(chǎn)生了熱空穴參與甲醇電催化氧化反應(yīng).值得注意的是，由于甲醇氧化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生中間體CO，導(dǎo)致表面被“毒化”，會(huì)使氧化反應(yīng)的過(guò)電位增加［10］，但是SPR效應(yīng)可有效促進(jìn)表面CO的氧化過(guò)程［7］，從而光照誘導(dǎo)去毒化過(guò)程.圖5（C）為在恒電流30 mA的甲醇電催化氧化過(guò)程.在暗態(tài)下起始電位為-0.25 V，此時(shí)氧化產(chǎn)生大量中間體吸附于電極表面，電極活性時(shí)間僅為53 s，過(guò)電位急劇升高.但是在光照條件下，起始電位為-0.3 V，電極表面過(guò)電位沒(méi)有急劇增加，電極失活的時(shí)間被延長(zhǎng)到331 s，約為暗態(tài)下的6倍.表明光照可以有效地抑制電催化劑表面的毒化，可在較長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)使電極保持良好的催化活性.

Fig.6 CO-stripping measurements under dark condition(A)and illumination(B)

為了驗(yàn)證光照對(duì)甲醇氧化中間體CO的作用，對(duì)Au/Pt電極進(jìn)行CO吹掃實(shí)驗(yàn)［29，30］，如圖6所示.首先將反應(yīng)電位控制在-0.7 V，此時(shí)通入CO氣體，CO在此電位區(qū)間內(nèi)不發(fā)生氧化，僅吸附在電極表面.通入CO 20 min后，電位保持不變，繼續(xù)通入N230 min，除去溶液中多余的CO氣體.最后停止通入氣體，進(jìn)行CO的循環(huán)伏安曲線測(cè)試.圖6（A）為暗態(tài)條件下吹掃CO的首次和第2次CV曲線.可見(jiàn)，在-0.28 V處首次的氧化峰為表面吸附的CO氧化過(guò)程，圖6（B）為光照條件下CO氧化的首次和第2次循環(huán)伏安曲線的對(duì)比，可見(jiàn)，光照下-0.28 V處的CO氧化曲線與暗態(tài)相比有明顯的降低，并且氧化峰變寬，位移至-0.25 V處，說(shuō)明在光照條件下促進(jìn)了表面CO的氧化.減弱了Au/Pt電極的毒化過(guò)程.

3 結(jié) 論

利用納米壓印方法和電化學(xué)沉積方法制備了尺寸均一的金納米柱陣列電極，并結(jié)合氣相沉積方法在有序金納米柱電極沉積Pt鍍層，構(gòu)筑了一種兼具SPR效應(yīng)和電催化效應(yīng)的Au/Pt復(fù)合電極.從反射光譜實(shí)驗(yàn)和有限元電磁理論模擬對(duì)其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該類(lèi)電極的光吸收峰主要與柱狀結(jié)構(gòu)的SPR效應(yīng)和金膜的SPP效應(yīng)相關(guān).利用該電極進(jìn)行甲醇光電催化氧化反應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)在不同厚度的Au/Pt納米柱電極上甲醇光電催化行為與Pt鍍層和光強(qiáng)有關(guān)，其中2 nm Au/Pt電極具有最佳的光響應(yīng).同時(shí)，利用該電極進(jìn)行甲醇的光電催化氧化實(shí)驗(yàn)，證明甲醇在Au/Pt納米柱電極上發(fā)生了SPR光電催化反應(yīng)，特別是光促進(jìn)了表面CO的氧化，有效地降低了電極催化氧化的過(guò)電位，提高了電極催化活性，即電極活性可延長(zhǎng)6倍.本文為表面等離激元光電催化燃料電池反應(yīng)的研究提供了一種新的思路.

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