【摘 要】
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由于金纳米棒（Gold nanorod,GNR）是具有各向异性的等离子体棒状纳米粒子,所以其光谱具有可调谐和尺寸依赖性等一系列独特的光学特性。在本研究中,根据GNR独特的光学特性制备了一维金核无孔SiO2壳（pinhole-free GNR@SiO2,pf-GNR@SiO2）的核壳纳米粒子。将其作为光催化剂,应用于对硝基苯酚的还原反应。利用不同壳厚的无孔SiO2包覆GNR以隔绝金与对硝基苯酚直接接
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由于金纳米棒（Gold nanorod,GNR）是具有各向异性的等离子体棒状纳米粒子,所以其光谱具有可调谐和尺寸依赖性等一系列独特的光学特性。在本研究中,根据GNR独特的光学特性制备了一维金核无孔SiO2壳（pinhole-free GNR@SiO2,pf-GNR@SiO2）的核壳纳米粒子。将其作为光催化剂,应用于对硝基苯酚的还原反应。利用不同壳厚的无孔SiO2包覆GNR以隔绝金与对硝基苯酚直接接触,避免金的活性位点产生的催化反应,针对GNR的等离子体电磁场所起到的光催化作用进行了研究。本研究首先使用时域有限差分（Finite difference time domain method,FDTD）法对金以及一维金核无孔SiO2壳的核壳纳米粒子的电磁场分布和强度进行了模拟,并且计算了其消光光谱。模拟结果发现GNR的场强大小随着离金核距离的增加而衰减。实验中使用功率为100 mW/cm2、光照波长为520±10 nm、650±10nm和765±10 nm的光源,加入pf-GNR@SiO2光催化剂,利用GNR的局域表面等离子体共振（localized surface plasmon resonance,LSPR）诱导的电磁场增强效应,催化Na BH4还原对硝基苯酚为对氨基苯酚。实验发现当光催化剂存在时,大大提高了Na BH4对对硝基苯酚的还原能力。而且pf-GNR@SiO2光催化剂的光催化活性依赖于光照波长以及无孔SiO2的壳厚。当使用长径比为2.5的GNR作为内核时,1)包覆5 nm无孔SiO2壳;2)使用波长为650±10 nm的光源,pf-GNR@SiO2光催化剂表现出了更好的光催化效果。实验结果与模拟结果相符合。均说明了GNR的等离子体电磁场场强越大,在还原对硝基苯酚时有更好的光催化活性。
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