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A Microorganism Bred TiO2/Au/TiO2 Heterostructure for Whispering Gallery Mode Resonance Assisted Plasmonic Photocatalysis.
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2020-09-23 , DOI: 10.1021/acsnano.0c06278 Xin Yu 1 , Xin Jin 2 , Xuanyu Chen 1 , Aizhu Wang 1 , Jianming Zhang 3 , Jian Zhang 4 , Zhenhuan Zhao 5 , Mingming Gao 6 , Luca Razzari 2 , Hong Liu 1, 7
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2020-09-23 , DOI: 10.1021/acsnano.0c06278 Xin Yu 1 , Xin Jin 2 , Xuanyu Chen 1 , Aizhu Wang 1 , Jianming Zhang 3 , Jian Zhang 4 , Zhenhuan Zhao 5 , Mingming Gao 6 , Luca Razzari 2 , Hong Liu 1, 7
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The TiO2/Au nanostructure has been acknowledged as one of the most classic visible-light active photocatalysts due to the surface plasmon resonance (SPR) of Au nanoparticles. In many cases, the SPR effect only features weak visible light absorption in conventional TiO2/Au nanostructures. Here, we demonstrate a design of TiO2/Au/TiO2 with a combination of whispering gallery mode (WGM) resonances and SPR for efficient visible-light-driven photocatalysis. Escherichia coli (E. coli) were used as natural reactants as well as a template to construct an E. coli-like TiO2/Au/TiO2 nanostructure. Using numerical simulations, we show that the E. coli-like TiO2 capsule acts as the WGM resonator to interplay with the SPR effect of the Au NPs on TiO2 surface, which leads to a significant increase of visible light absorption and the local field enhancement at the Au–TiO2 interface. Accordingly, with the synergistic effect of WGM and SPR, the E. coli-like TiO2/Au/TiO2 nanostructure exhibits enhanced photocatalytic activity in the visible range. Our work reveals a promising bioapproach to a design highly visible light active plasmonic photocatalyst.
中文翻译：
耳语画廊模式共振辅助的等离子光催化微生物养殖TiO2 / Au / TiO2异质结构。
由于Au纳米粒子的表面等离振子共振（SPR），TiO 2 / Au纳米结构被公认为是最经典的可见光活性光催化剂之一。在许多情况下，SPR效应仅在常规TiO 2 / Au纳米结构中具有弱的可见光吸收特性。在这里，我们演示了耳语画廊模式（WGM）共振和SPR相结合的TiO 2 / Au / TiO 2设计，以进行有效的可见光驱动的光催化。大肠杆菌（E. coli）被用作天然反应物以及模板，以构建类似大肠杆菌的TiO 2 / Au / TiO 2纳米结构。使用数值模拟，我们表明，类似大肠杆菌的TiO 2胶囊充当WGM谐振器，与Au NPs在TiO 2表面上的SPR效应相互作用，从而导致可见光吸收和局部场的显着增加。 Au–TiO 2界面处的增强。因此，通过WGM和SPR的协同作用，类大肠杆菌的TiO 2 / Au / TiO 2纳米结构在可见光范围内表现出增强的光催化活性。我们的工作揭示了一种用于设计高可见光活性等离子光催化剂的有前途的生物方法。
更新日期：2020-10-28
中文翻译：
耳语画廊模式共振辅助的等离子光催化微生物养殖TiO2 / Au / TiO2异质结构。
由于Au纳米粒子的表面等离振子共振（SPR），TiO 2 / Au纳米结构被公认为是最经典的可见光活性光催化剂之一。在许多情况下，SPR效应仅在常规TiO 2 / Au纳米结构中具有弱的可见光吸收特性。在这里，我们演示了耳语画廊模式（WGM）共振和SPR相结合的TiO 2 / Au / TiO 2设计，以进行有效的可见光驱动的光催化。大肠杆菌（E. coli）被用作天然反应物以及模板，以构建类似大肠杆菌的TiO 2 / Au / TiO 2纳米结构。使用数值模拟，我们表明，类似大肠杆菌的TiO 2胶囊充当WGM谐振器，与Au NPs在TiO 2表面上的SPR效应相互作用，从而导致可见光吸收和局部场的显着增加。 Au–TiO 2界面处的增强。因此，通过WGM和SPR的协同作用，类大肠杆菌的TiO 2 / Au / TiO 2纳米结构在可见光范围内表现出增强的光催化活性。我们的工作揭示了一种用于设计高可见光活性等离子光催化剂的有前途的生物方法。
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