表面等離子體共振效應（SPR）是貴金屬材料具有的獨特光學性質，其在增強拉曼散射光譜、化學生物檢測、光電探測等領域具有重要的應用。強SPR效應可產生高活性熱電子在光催化分解水、有機合成、二氧化碳還原等領域有著重要的應用。貴金屬的高昂價格和稀有性制約著金屬SPR光催化劑的應用，而探索制備具有SPR效應的半導體等非金屬光催化劑成為理想選擇。但非金屬SPR光催化劑存在載流子濃度低、SPR效應不穩定的難題，為此我們課題組提出了一系列的解決途徑，并構建了TiO₂/WO_3-x, CdS/WO_3-x, BP/WO_3-x and MoS₂/MoO_3-x等復合非金屬SPR光催化劑，證明了電子的持續注入可有效提升SPR催化效率，同時驗證了其在光催化分解水及二氧化碳還原中具有穩定活性。此外，我們探索半導體中構建SPR效應的有效途徑，提出了富電子能級構造誘導半導體SPR效應的研究思路，并通過在Bi₂WO₆中構建多種氧缺陷，證明了與鎢原子相連的氧缺陷可產生儲電子能級，實現載流子富集，誘導Bi₂WO₆產生SPR效應，并發現其SPR效應在光催化二氧化碳還原產甲烷中具有決定性作用。為厘清非金屬SPR熱電子與光熱效應對增強催化反應的具體協同貢獻，我們課題組設計合成了非金屬SPR復合光催化劑WO_3-x/還原氧化石墨烯（rGO），rGO包覆在WO_3-x表面穩定了氧缺陷，證明了熱電子在增強光催化中的決定性作用，揭示了熱電子可加速異丙醇C-O鍵斷裂降低異丙醇脫水反應活化能（低至0.37 eV）的增強催化機制，在全光譜光激發下實現了高選擇性（100%）和高效光催化異丙醇脫水產丙烯（437.5 mmol/g/h），催化反應速率提升180倍。