A straightforward one-step chemical method to in situ synthesis of Ag nanoparticles (Ag NPs) on single-layer graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (r-GO) surfaces is proposed. After simply heating the single-layer GO or r-GO adsorbed on 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)-modified Si/SiOx substrates in a silver nitrate aqueous solution at 75 °C, Ag NPs are synthesized and grow on the GO or r-GO surface. The obtained Ag NPs are investigated by atomic force microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and Raman spectroscopy. Our method is unique and important since no reducing agent is required in the reaction. Au NPs on a GO surface are obtained by simply immersing the obtained Ag NPs on the GO surface in HAuCl4 solution.

Exploration of low-cost and earth-abundant photocatalysts for highly efficient solar photocatalytic water splitting is of great importance. Although transition-metal dichalcogenides (TMDs) showed outstanding performance as co-catalysts for the hydrogen evolution reaction (HER), designing TMD-hybridized photocatalysts with abundant active sites for the HER still remains challenge. Here, a facile one-pot wet-chemical method is developed to prepare MS2-CdS (M=W or Mo) nanohybrids. Surprisedly, in the obtained nanohybrids, single-layer MS2 nanosheets with lateral size of 4-10 nm selectively grow on the Cd-rich (0001) surface of wurtzite CdS nanocrystals. These MS2-CdS nanohybrids possess a large number of edge sites in the MS2 layers, which are active sites for the HER. The photocatalytic performances of WS2-CdS and MoS2-CdS nanohybrids towards the HER under visible light irradiation (>420 nm) are about 16 and 12 times that of pure CdS, respectively. Importantly, the MS2-CdS nanohybrids showed enhanced stability after a long-time test (16 h), and 70% of catalytic activity still remained.

The recent developments of hetero-nanostructures for photocatalytic H₂production and CO₂reduction are reviewed in detail, based on material compositions that form heterojunctions.

We have developed a probe of the electromagnetic mechanism of surface-enhanced Raman scattering via Au nanodisk arrays generated by using on-wire lithography. In this approach, disk thickness and interparticle gap are precisely controlled from 5 nm to many micrometers. Confocal Raman microscopy demonstrates that disk thickness and gap play a crucial role in determining surface-enhanced Raman scattering intensities. Theoretical calculations also demonstrate that these results are consistent with the electromagnetic mechanism, including the surprising result that the largest enhancement does not occur for the smallest gaps.

We have achieved in-situ growth of In2O3 nanocrystals onto the sheet-like g-C3N4 surface. The resulting In2O3–g-C3N4 hybrid structures exhibit considerable improvement on the photocatalytic activities for H2 generation and CO2 reduction. The enhanced activities are attributed to the interfacial transfer of photogenerated electrons and holes between g-C3N4 and In2O3, leading to effective charge separation on both parts. Further studies by transient PL spectroscopy confirm that the In2O3–g-C3N4 heterojunctions remarkably promote the charge transfer efficiency, thereby increase the charge carrier lifetime for the photocatalytic reactions.

This article presents a mechanistic study of the photomediated growth of silver nanoprisms. The data show that the photochemical process is driven by silver redox cycles involving reduction of silver cations by citrate on the silver particle surface and oxidative dissolution of small silver particles by O2. Bis(p-sulfonatophenyl)phenylphosphine increases the solubility of the Ag+ by complexing it and acts as a buffer to keep the concentration of Ag+ at 20 µM. The silver particles serve as photocatalysts and, under plasmon excitation, facilitate Ag+ reduction by citrate. Higher Ag+ concentrations favor a competitive thermal process, which results in increased prism thickness.

Well dispersed CdS quantum dots were successfully grown in-situ on g-C3N4 nanosheets through a solvothermal method involving dimethyl sulfoxide. The resultant CdS–C3N4 nanocomposites exhibit remarkably higher efficiency for photocatalytic hydrogen evolution under visible light irradiation as compared to pure g-C3N4. The optimal composite with 12 wt% CdS showed a hydrogen evolution rate of 4.494 mmol h−1 g−1, which is more than 115 times higher than that of pure g-C3N4. The enhanced photocatalytic activity induced by the in-situ grown CdS quantum dots is attributed to the interfacial transfer of photogenerated electrons and holes between g-C3N4 and CdS, which leads to effective charge separation on both parts.

We present the fabrication of TiO2 nanofibers codecorated with Au and Pt nanoparticles through facile electrospinning. The Au and Pt nanoparticles with sizes of 5–12 nm are well-dispersed in the TiO2 nanofibers as evidenced by electron microscopic analyses. The present design of Au/Pt codecoration in the TiO2 nanofibers leads to remarkably enhanced photocatalytic activities on both hydrogen generation and CO2 reduction. This great enhancement is attributed to the synergy of electron-sink function of Pt and surface plasmon resonance (SPR) of Au nanoparticles, which significantly improves charge separation of photoexcited TiO2. Our studies demonstrate that through rational design of composite nanostructures one can harvest visible light through the SPR effect to enhance the photocatalytic activities of semiconductors initiated by UV-light to more effectively utilize the whole solar spectrum for energy conversion.

Via edge engineering, a facile two-step method is demonstrated that produces solid edge-on junctions between TiO2 and few-layered MoS2 in large scale. MoS2/TiO2 edge-on heterostructures result in high conductive MoS2/TiO2 interfaces and optimized electron transport pathways that facilitate the electron–hole pair separation, leading to an efficient solar water splitting. As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.