Summary
Ett protokoll för anisotropisk photodeposition av PD på akvilöst suspenderade au nanorör via lokaliserad yta Plasmon excitation presenteras.
Abstract
Ett protokoll beskrivs för att Fotokatalytiskt vägleda PD deposition på Au nanorör (aunr) med hjälp av ytan plasmon resonans (SPR). Upphetsad plasmoniska heta elektroner på spr bestrålning driva reduktiv deposition av PD på kolloidal aunr i närvaro av [pdcl4]2-. Plasmon-driven reduktion av sekundära metaller potentierar kovalenta, sub-våglängd deposition på riktade platser sammanfaller med elektriska fältet "hot-spots" av plasmoniska substrat med hjälp av ett externt fält (t. ex. laser). Processen beskrivs häri Detaljer en lösning-fas avsättning av en katalytiskt-aktiv ädel metall (PD) från en övergång metallhalogenid salt (H2pdcl4) på aqueously-suspenderade, Anisotrop plasmoniska strukturer (aunr). Lösnings fas processen är mottaglig för att göra andra bimetalliska arkitekturer. Transmission UV-VIS övervakning av den fotokemiska reaktionen, tillsammans med ex situ XPS och statistisk tem analys, ger omedelbar experimentell återkoppling för att utvärdera egenskaperna hos bimetalliska strukturer som de utvecklas under fotokatalytisk reaktion. Resonant Plasmon bestrålning av AuNR i närvaro av [PdCl4]2- skapar ett tunt, kovalent bundet PD0 -skal utan någon signifikant dämpande effekt på dess plasmoniska beteende i detta representativa experiment/parti. Sammantaget erbjuder plasmoniska photodeposition en alternativ väg för hög volym, ekonomisk syntes av optoelektroniska material med sub-5 NM funktioner (t. ex., heterometallic photocatalysts eller optoelektroniska sammankopplingar).
Introduction
Att vägleda metall deposition på plasmoniska substrat via plasmoniska heta bärare som genereras från en resonant externt fält kan stödja 2-stegs bildning av heterometallic, anisotropiska nanostrukturer vid omgivningsförhållanden med nya frihetsgrader1 ,2,3. Konventionella redox kemi, Vapor deposition, och/eller elektronedfall metoder är dåligt lämpade för stora volymer bearbetning. Detta beror främst på överskott/sacrificial reagens avfall, låg genomströmning 5 + steg litografi processer och energiintensiva miljöer (0,01-10 torr och/eller 400-1000 ° c temperaturer) med liten eller ingen direkt kontroll över resulterande materialegenskaper . Nedsänkning av ett plasmoniskt substrat (t. ex. au nanopartiklar/frö) till en prekursor miljö (t. ex. vattenlösning av PD-salt) under belysning på lokaliserad yta Plasmon resonans (SPR) initierar externt-tunable (dvs. fältpolarisering och intensitet) fotokemisk avsättning av föregångaren via plasmoniska heta elektroner och/eller fototermiska gradienter3,4. Exempelvis har protokollparametrar/krav för plasmoniskt driven foto termisk nedbrytning av au-, Cu-, PB-, och TI-organometallics och ge-hydrider på nanostrukturerade AG-och au-substrat varit detaljerade5,6, 7,8,9. Emellertid, utnyttjande av femtosecondlaser plasmoniska heta elektroner att direkt photoreduce metallsalter på en metall-lösning gränssnitt är fortfarande till stor del outvecklade, frånvarande processer som sysselsätter citrat eller poly (vinylpyrrolidone) ligander som agerar som mellanhand avgift relä till rikta nucleation/tillväxt av den sekundära belägga med metall2,10,11,12. Anisotrop PT-dekoration av au nanorör (aunr) under längsgående spr (lspr) excitation rapporterades nyligen1,13 där PT fördelningen sammanföll med dipolpolaritet (dvs. den förmodade rumsliga fördelningen av heta bärare).
Protokollet häri expanderar den senaste PT-aunr arbete för att inkludera PD och belyser viktiga syntes mått som kan observeras i realtid, visar den reduktiva plasmoniska photodeposition teknik är tillämplig mot andra metallhalogenid salter (AG, ni, IR, etc.).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. tilldelning av au nanorör
Anmärkning: cetyltrimetylammoniumbromid (CTAB)-täckt AuNR kan syntetiseras av våt-kemi (steg 1,1) eller köpas kommersiellt (steg 1,2) enligt läsarens preferens, med varje ger liknande resultat. Resultaten i detta arbete baserades på kommersiellt anskaffade, AuNR med Penta-twinned kristallstruktur. Effekterna av aunr Seed Crystal struktur (dvs., monokristalline kontra Penta-twinned) på Ultimate morfologi av sekundärt metallhölje förblir oklart inom ramen för plasmoniska photodeposition, men har varit av stort intresse för både Wet-14, 15 och liknande foto-kemisk12 synteser. Alternativa tensider till CTAB kan användas så länge som Zeta-potential är positiv, även om slutlig PD morfologi kan förändras.
- Syntes tekniker: syntetisera aqueously spridda AuNR vid 0,5 mM au med hjälp av silver-Assisted metod av Nikoobakht et al. 16 , 17 (framställning av monokrystallinstruktur) eller den ytaktiva metoden av Murphy et al. 18 , 19 (ger Penta-twinned kristallstruktur). Tvätta aunr via centrifugering20,21 för att ta bort överskott, fri CTAB till en slutlig koncentration av 1-10 mm.
- Kommersiella källor: inköp vattenhaltiga AuNR dispersioner vid 0,5 mM au med följande specifikationer: 40 Nm diameter, 808 nm LSPR, och CTAB ligand (5 mM koncentration) i DI vatten. Tvätta aunr via centrifugering20,21 för att ta bort överskott, gratis CTAB om CTAB koncentrationen överstiger 1-10 mm vid mottagandet.
Anmärkning: vattenhaltiga AuNR dispersioner med CTAB tensider vid en mängd olika storlekar, proportioner, och partikelantal densiteter kan köpas från många kommersiella leverantörer och används framgångsrikt i detta protokoll.
2. Plasmonic photodeposition av PD på Au nanorör
- Beredning av PD-prekursor
- Bered en 20 mM HCl-lösning. Först, gör 0,1 M HCl genom att späda 830 μL av beståndet koncentrerad HCl (37%, 12 M) med vatten till 100 mL. För det andra, gör 0,02 M HCl genom att späda 4 mL 0,1 M HCl med vatten till 20 mL.
- Pipettera 10 mL 20 mM HCl till lämpligt glas och placera i ett bad ultraljudsapparat (ingen ultraljudsbehandling) med vattentemperatur inställd på 60 ° c.
- Tillsätt 0,0177 g PdCl2 i 10 ml 20 mm HCl och blanda via ultraljudsbehandling tills alla pdcl2 är upplöst. Den resulterande 10 mM H2pdcl4 -lösningen ska uppvisa en mörk orange färg.
- Beredning av foto deposition reaktionsblandning
Anmärkning: den beskrivna proceduren förutsätter en 3 ml total volym för användning i en kyvetten för att möjliggöra återkoppling i realtid till plasmoniska photodeposition process. De citerade massorna/volymerna valdes för kompatibilitet med typiska kemikalier/material/reagenser samtidigt som facile tvätt/återvinning av PD-dekorerade AuNR. Det förväntas att liknande resultat kan uppnås om de skalas till andra volymer och/eller alternativa reaktionskärl används (t. ex. glasbägare).- Degas lager aunr lösning och metanol (MeOH) i ett bad någon sonikator i 30 min.
- Pipettera över 2,5 mL akutsuspenderad AuNR (från steg 2.2.1) till en 1 cm lång stig längd, makrovolymkuvette med en magnetisk rör bar. Placera kuvette på en rör platta.
Anmärkning: typisk volym för en macrovolume kyvetten är 3,5 ml. Kvarts kan ersättas med UV-transparent plast. - Pipettera över 475 μL avgasad MeOH (från steg 2.2.1) till kuvette under omrörning under ca 15-30 min. Ta regelbundet bort eventuella bubblor genom att försiktigt knacka på botten av kuvette mot en styv yta efter behov; avlägsnande av solvatiserade gaser kan förlänga stabiliteten i metallhalogenid salt.
- Pipettera 5 μl koncentrerad HCl (37%, 12 M) i kyvetten och låt blanda i 15 min.
Anmärkning: Trimkoncentration av HCl-stöd kan påverka slutlig morfologi/frekvens av PD-deposition, men koncentrationer mindre än 20 mM i reaktionsblandningen gör att H2pdcl4 successivt hydrolyseras och oxolat, vilket leder till eventuell sub- x formation efter ~ 3 h.
- Plasmonic photoreduction av [pdcl4]2- på aunr1,13
- Injicera 25 μL 10 mM H2pdcl4 i reaktionsblandningen för en atom kvot på 1:5 PD: au. Låt lösningen komplex i mörker för 1 h under omrörning.
Anmärkning: denna kvantitet kan justeras enligt den önskade PD: au förhållandet som bekostnad av att ändra den slutliga molariteter av au, [PdCl4]2-, HCl, och MeOH av reaktionsblandningen. Referens22 illustrerar exempel PT-aunr morfologier vid olika PT: au nyckeltal-liknande resultat kan förväntas med PD. - Bestråla reaktionsblandningen med en un-polariserad, 715 nm lång pass filtrerad volfram-halogenlampa på 35 mW/cm2 intensitet för 24 h.
Obs: olika ljusfilter (eller källor, t. ex. laser) kan väljas enligt unika lspr våglängd för olika au nanostruktur frön. Till exempel kan ett 420 nm lång pass filter användas för plasmoniska frö strukturer som uppvisar LSPR vid 450 nm. Ljusintensiteten kan minskas med neutral densitet filtrering på bekostnad av en långsammare [PdCl4]2- reduktion hastighet, vilket leder till en längre total reaktionstid. Ljusintensiteten kan ökas för att minska reaktionstiden på bekostnad av potentialen för termisk reduktion av [PdCl4]2- (debut är ~ 360 ° c via referens23). En lämplig intensitet kan beräknas på förhand för att mildra termisk reduktion genom beräkning av nanopartikel yttemperatur i isolering och/eller kollektiva ensembler24. Effekter på den ultimata PD-AuNR-morfologin från varierande bestrålnings intensitet har inte undersökts. - Tvätta resterande kemikalier/reagenser från PD-AuNR två gånger, var och en av: centrifugering vid 9 000 x g, ta bort supernatanten med en pipett, Återsuspendera PD-aunr-pelleten i vatten och doppa injektionsflaskan i en bad-sonikator för 1-2 min till skingra20,21.
- Injicera 25 μL 10 mM H2pdcl4 i reaktionsblandningen för en atom kvot på 1:5 PD: au. Låt lösningen komplex i mörker för 1 h under omrörning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Transmission UV-VIS Spectra, röntgen fotoelektronspektroskopi (XPS) data och transmission elektronmikroskopi (TEM) bilder förvärvades för CTAB-täckt AuNR i närvaro/frånvaro av H2pdcl4 i mörker och under resonant bestrålning vid deras längsgående SPR (LSPR) för att katalysera nukleation/tillväxt av PD. Transmission UV-VIS Spectra i figur 1 och figur 2 ger insikter i reaktionsdynamiken enligt förändringar i: (a) prekursorer för ligand-METALLTRANSFERERING (lmct) funktionsintensitet och våglängd och (b) nanorod SPR-intensitet, full bredd vid halv maximum (FWHM) och våglängd (λ). XPS används för att bekräfta förekomst av metallisk PD och kovalent PD-au-bindning. XPS används också för att karakterisera den sammansatta valens band täthet-of-States (DOS) av bimetalliska nanostrukturer, som visas i figur 3. TEM bilder och energidispersiv spektroskopi (EDS) kartor i figur 4 Bestäm den strukturella morfologin och storleksfördelningen hos PD-dekorerade aunr.
Figur 1 visar representativa UV-VIS-NIR absorbans trender på sekventiell, steg-för-steg-tillägg av varje kemisk komponent som består av reaktionsblandningen, som börjar med 2,5 mL lager 0,5 mm aunr (streckad svart). Tillsats av 475 μL MeOH som ett offer håls Gat Don och 5 μL 12 M HCl (solid svart) minskar absorbans magnitud över UV och synligt spektrum på grund av enkel utspädning. A ~ 5-8 nm blå-Shift i den längsgående spr (lspr) våglängd på HCL tillägg är typiskt, som sannolikt uppstår från screening av solvatiserade cl- anjoner25. Tillsats av 25 μL 10 mM H2pdcl4 (streckad och solid blå) orsakar hög intensitet UV absorbans funktioner att dyka upp, som motsvarar lmct band av [pdcl4]2-. Lmct-banden är karakteristiska för metallhalogensalter26,27. Efter att ha för i mörkret för 1 h med CTAB-täckt aunr i 20 mm HCl, [pdcl4]2- molekyler uppvisar lmct funktioner på cirka 247 nm och 310 Nm. Vid ljus bestrålning resonant med AuNR LSPR (mörkrött), [PdCl4]2- lmct band respektive blå-Shift till 230 nm och 277 nm inom några minuter, och deras molar absorptivity verkar minska. Absorbans magnitud på LπMCT-bandet minskar från 1,7 till cirka 0,47 under loppet av 24 h på grund av progressiv photoreduction av [pdcl4]2- (mörkrött genom gult) av upphetsad aunr via plasmoniska heta elektroner 1 , 13. föregångaren lmct-funktioner i UV-regionen försvinner efter 24 h (gul), vilket indikerar full konsumtion av [pdcl4]2-. Tvärgående SPR (TSPR) och LSPR funktioner börjar röd-förskjutning som [PdCl4]2- lmct band lägre samtidigt. Reaktions fartygets temperatur kan övervakas samtidigt (t. ex. via termoelement) för att säkerställa att plasmoniska photothermal dämpning inte ökar bulktemperaturen ovanför ~ 360 ° C insättande temperatur för [pdcl4]2- reduktion 23. typiska steady-state temperaturer varierar från 26-32 ° c under dessa experimentella förhållanden utan omgivande konvektion.
Figur 2 visar tspr och lspr av de dubbelt tvättade partiklarna före (svart) och efter (röd) resonant bestrålning i närvaro av adsorberat [pdcl4]2-. LSPR våglängd röd-skiftar från 807 nm till 816 nm tillsammans med en 5% FWHM expansion. TSPR förblir oförändrat. Absorbans magnitud vid våglängder under ~ 400 nm ökas med ~ 40-55%, på grund av både förändringar i och upplupna interband metallabsorption efter uppenbar photodeposition av PD.
XPS-analys i figur 3a bekräftar närvaron av metallisk PD genom uppkomsten av PD 3D-linjer vid 335 ev och 340 EV bindande energier. Observera att au uppvisar convoluting 4D foto elektron linje i denna bindande energiregionen också, men dämpas efter photoreduction av [PdCl4]2- som täcker aunr med PD. A ~ 0,5 EV Skift i Au 4F Blytakphotoelectron Lines till lägre bindande energier i figur 3b är indikativt för kovalenta au-PDinteraktion 28,29. Valencen musikband DOS after PD photodeposition i figurera 3c utställningen en högre dos nära den jämna fermien, EF (dvs., bindande energi av 0 EV) och flyttningar d-band uppkomsten in mot EF13. Dessa är typiska kännetecken för metallisk PD och kan beräknas a priori med hjälp av densitet funktionell teori (DFT)13.
TEM-analys i figur 4A, B avslöjar de respektive strukturella morfologier för aunr blandat med H2Pdcl4 i mörkret (figur 4a, blå) och under lspr bestrålning (figur 4b, röd). Sharp-tippade PD-aunr observeras som ett resultat av PD photoreduction av plasmoniska heta elektroner som genereras under lspr bestrålning. Dessa skarpa nanorod tips sammanfaller med slutet au (111) facetter som är karakteristiska för Penta-twinned AuNR frön30. Sådana förvärrade änd fasetter observeras inte för AuNR blandat med H2pdcl4 i mörkret. Storleksfördelning analys av stång längder i figur 4c indikerar lspr bestrålning expanderar medelvärdet stav längd från 127 nm till 129 Nm, på grund av närvaron av Photoreducerades PD. En skenbar sub-2 nm PD tjocklek bekräftas i en energi dispersiv spektroskopi (EDS) karta över en representativ PD-AuNR, som visas i figur 4D. Ingen förändring i stav diametern observeras (39,1 Nm under mörkt tillstånd jämfört med 39,2 nm under LSPR-bestrålning). Totala stång AR ökar från 3,27 till 3,30 (± 0,34) på grund av ökningen av nanorod längd. Dessa storleksmått för befolkningen överensstämmer med den lilla 7 nm LSPR röd-förskjutning mätt i figur 2.
Figur 1: transmission UV-VIS spektroskopi analys av AuNR-H2pdcl4 reaktionsblandningen.
De spektra som visar typiska LMCT och SPR absorbans funktioner vid sekventiell tillsats av MeOH (solid svart) och H2pdcl4 (streckad blå) till en stock 0,5 mm aunr lösning (streckad svart). Efter 1 h jämvikt i mörker (fast blått), bredbands LSPR bestrålning med ett 715 nm lång pass filter (35 mW/cm2, röd skuggade området) katalyserar photoreduction över en 24 h TimeSpan (fast rött → gult, 2 h tid-steg). MeOH förbrukning, som reaktionen fortskrider, är observerbara runt om 950 nm. Pilar vägleda ögat att visa trender i LMCT våglängd skiftar med tiden. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: transmission VIS-NIR spektroskopi analys av spr lägen av dubbelt tvättad AuNR innan (svart) och efter tillägg + photoreduction av H 2 Pdcl 4 (röd).
Respektive Skift i resonant våglängd (Δ λ) och bandbredd expansion (Δ FWHM) av TSPR och LSPR lägen efter photoreduction av H2pdcl4 är infällt. Upplupen interband PD absorption är uppenbar under ~ 480 nm.
Figur 3: XPS-analys av AuNR före (svart) och efter LSPR-bestrålning i närvaro av H2 pdcl4 (röd).
(A) au 4D och PD 3D-region som visar respektive spin-orbit Split 5/2 och 3/2 linjer. B) au 4F-regionen som visar spinn-orbit Split 7/2 och 5/2 linjer. C Valence-bandet dos-området, där 0 EV-bindande energi är Fermi-nivån (EF).
Figur 4: TEM analys av AuNR i närvaro av H2 pdcl4 i mörker kontra lspr belysning.
(A) tem mikrografer av aunr blandat med H2pdcl4 i mörker för 24 h och tvättade 2x. (B) tem mikrografer av aunr blandat med H2PDCL4 under lspr excitation för 24 H och tvättas 2x. C) kumulativ fördelningsfunktion (CDF) av nanorodlängder, där blått och rött motsvarar de mörka respektive ljusa förhållandena. D) EDS-mappning av au-(Purple) och PD-(gröna) signaler vid spetsen på den representativa nanorod som var resonantly bestrålad i närvaro av H2pdcl4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Övervakning av förändringar i optisk absorbans med transmission UV-VIS spektroskopi är användbart för att bedöma status för fotokatalytisk reaktion, med särskild uppmärksamhet på LMCT-funktionerna i H2pdcl4. Våglängd Maxima av LMCT funktioner efter injektion avH 2pdcl4 i steg 2.3.1 (går från fast svart till fast blått i figur 1) ger insikter i den lokala "miljön" i [pdcl4]2- molekyler1 ( t. ex. elektrostatisk koordination med N+ -huvudgrupper av CTAB följt av transport till aunr-ytan1 och/eller molekylär speciering följd av hydrolys och/eller oxolation31,32,33 ). Storleken på LMCT-funktioner under bestrålning (mörkrött genom gult i figur 1) kvantifierar koncentrationen av H2pdcl4 som återstår i lösning då föregångaren successivt PHOTOREDUCERADES till PD0 under lspr Bestrålning. Om LMCT-funktionerna inte minskar i storlek under bestrålningen, då den fotokatalytiska reaktionen inte äger rum (CTAB koncentrationen kan vara för hög och ytterligare tvätt rekommenderas). En tillplattning av lång våglängd svans på Lorentzian LSPR-funktionen bör inträffa runt 950 nm (se "MeOH konsumtion" etikett i figur 1) under lspr bestrålning som en följd av offer MeOH rensning varma hål på aunr ytor12 för att bibehålla avgifts neutralitet1. SPR-lägena kan övervakas under reaktionen, men deras våglängder och intensiteter verkar hålla lite kvantitativ information när det gäller den progressiva statusen för reaktionen1. Detta beror på den mångfald av convoluting effekter från parallella förändringar i (i) föregångaren elektrolyt miljö över tiden (t. ex., effektivt lösningsmedel brytningsindex och/eller svans av föregångare d → d band) kontra (II) morfologiska förändringar (t. ex., Rod förlängning). Om lösningen uppvisar en mörkbrun/orange färg efter ~ 3 h med bred, funktion-mindre UV-absorbans, då är det sannolikt subx har bildats. Eventuella kvarvarande, oförbrukade H2pdcl4 kommer att framgå i XPS-analys där de divalenta PD 3D-linjerna (dvs. PD2 +) kommer att inträffa cirka 2,5 EV högre i bindande energi än de metalliska linjerna som visas i figur 3.
Minut förändringar i sista lspr våglängd efter PD photodeposition, som visas i figur 2, är typiska för plasmoniska photodeposition processen när du använder nr frön1. Andra frö strukturer eller PD: Atom kvoter för au kan dock resultera i mer drastiska förändringar och återstår att undersökas. En Core-Shell tillväxtmekanism, där lspr styrs av den totala staven aspektförhållande,1,34 verkar vara ansvarig för den minutigt förändrade lspr. Till exempel, en genomsnittlig längdtillväxt på 4,7 nm rapporterades nyligen för PT photodeponeras på aunr under liknande förhållanden som leder till en ar ökning från 4,4 till 4,7 (± 1,0) och följde en anisotropisk core-shell tillväxtmekanism1. Detta står i skarp kontrast till våt-kemiska metoder rapportering hantel-liknande morfologier som ger 50-250 nm lspr röd-SKIFT för nanorör22,35,36,37. Den ultimata PD-tjockleken kan ökas genom att tillsätta ytterligare H2pdcl4 i protokoll steg 2.3.1 (t. ex. totalt 62,5 μl 10 mm H2pdcl4 för en atom kvot på 1:2 PD: AU). FWHM-expansioner i LSPR verkar huvudsakligen vara en följd av PD-deposition polydispersitet38, i motsats till en dämpning signatur1.
Den näst sista strukturella morfologin som följer av Plasmon-driven photoreduction av metallsalter, såsom H2pdcl4, är en hypotes om att styras av den rumsliga fördelningen av plasmoniska heta elektroner under lspr excitation vars absorberad energi överskrider reduktions potentialen för föregångaren1,22,39. Även om det ännu inte visats för PD och PT1,13, förväntas tekniken vara mottaglig för andra metaller, såsom AG, ni, IR, Cu, Co, ru, etc. Detta gör det en potentiellt kraftfull och flexibel teknik för att syntetisera heterometallic plasmoniska strukturer med sub-5 NM funktioner-i synnerhet för plasmonically-sensibiliserade photocatalysts. På dess nuvarande stadium är tekniken begränsad till lösning-fas avsättning på colloidally-suspenderade plasmoniska metaller. Potentialen finns för att utföra reduktiv plasmoniska photodeposition i gas-fas miljöer (t. ex. i en kemisk ånga deposition ugn) för stora volymer bearbetning, men återstår att undersökas.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete sponsrades av arméns forskningslaboratorium och genomfördes under USARL samarbetsavtal nummer W911NF ‐ 17 ‐ 2 ‐ 0057 tilldelas G.T.F. De synpunkter och slutsatser som finns i detta dokument är författarnas och bör inte tolkas som företräder officiella politik, varken uttryckliga eller underförstådda, av armén forskningslaboratorium eller den amerikanska regeringen. Den amerikanska regeringen har rätt att reproducera och distribuera utskrifter för myndighets ändamål oaktat upphovsrätts notation häri.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aspheric Condenser Lens w/ Diffuser | Thorlabs | ACL5040U-DG15 | f=40 mm, NA=0.60, 1500 grit, uncoated |
| Deuterium + Tungsten-Halogen Lightsource | StellarNet | SL5 | |
| Gold Nanorods, AuNR | NanoPartz | A12-40-808-CTAB | CTAB surfactant, 808 nm LSPR, 40 nm diameter |
| Ground Glass Diffuser | Thorlabs | DG20-1500 | 1500 grit, N-BK7 |
| Hydrochloric acid, HCl | J.T. Baker | 9539-03 | concentrated, 37% |
| Low Profile Magnetic Stirrer | VWR | 10153-690 | |
| Macro Disposable Cuvettes, UV Plastic | FireFlySci | 1PUV | 10 mm path length |
| Methanol, MeOH | J.T. Baker | 9073-05 | ≥99.9% |
| Palladium (II) chloride, PdCl2 | Sigma Aldrich | 520659 | ≥99.9% |
| Plano-Convex Lens | Thorlabs | LA1145 | f=75 mm, N-BK7, uncoated |
| Quartz Tungsten-Halogen Lamp | Thorlabs | QTH10 | |
| UV-vis Spectrometer | Avantes | ULS2048L-USB2-UA-RS | AvaSpec-ULS2048L |
References
- Forcherio, G. T. Targeted deposition of platinum onto gold nanorods by plasmonic hot electrons. Journal of Physical Chemistry C. 122 (50), 28901-28909 (2018).
- Langille, M. R., Personick, M. L., Mirkin, C. A.
- Qiu, J., Wei, W. D.
- Zhang, Y.
- Qiu, J., Wu, Y. C., Wang, Y. C., Engelhard, M. H., McElwee-White, L., Wei, W. D. Surface Plasmon Mediated Chemical Solution Deposition of Gold Nanoparticles on a Nanostructured Silver Surface at Room Temperature. Journal of the American Chemical Society. 135 (1), 38-41 (2013).
- Qiu, J. Surface Plasmon-Mediated Chemical Solution Deposition of Cu Nanoparticle Films. The Journal of Physical Chemistry C. 120 (37), 20775-20780 (2016).
- Boyd, D. A., Greengard, L., Brongersma, M., El-Naggar, M. Y., Goodwin, D. G.
- Di Martino, G., Michaelis, F. B., Salmon, A. R., Hofmann, S., Baumberg, J. J. Controlling Nanowire Growth by Light. Nano Letters. 15 (11), 7452-7457 (2015).
- Di Martino, G., Turek, V. A., Braeuninger-Weimer, P., Hofmann, S., Baumberg, J. J. Laser-induced reduction and in-situ optical spectroscopy of individual plasmonic copper nanoparticles for catalytic reactions. Applied Physics Letters. 110 (7), 071111 (2017).
- Xue, C., Millstone, J. E., Li, S., Mirkin, C. A. Plasmon-Driven Synthesis of Triangular Core–Shell Nanoprisms from Gold Seeds. Angewandte Chemie International Edition. 46 (44), 8436-8439 (2007).
- Langille, M. R., Zhang, J., Mirkin, C. A. Plasmon-Mediated Synthesis of Heterometallic Nanorods and Icosahedra. Angewandte Chemie International Edition. 50 (15), 3543-3547 (2011).
- Zhai, Y. Polyvinylpyrrolidone-induced anisotropic growth of gold nanoprisms in plasmon-driven synthesis. Nature Materials. 15 (8), 889-895 (2016).
- Forcherio, G. T., Baker, D. R., Boltersdorf, J., McClure, J. P., Leff, A. C., Lundgren, C. A. Directed assembly of bimetallic nanoarchitectures by interfacial photocatalysis with plasmonic hot electrons. Nanophotonic Materials XV. 10720, 107200K (2018).
- Tebbe, M. Silver-Overgrowth-Induced Changes in Intrinsic Optical Properties of Gold Nanorods: From Noninvasive Monitoring of Growth Kinetics to Tailoring Internal Mirror Charges. The Journal of Physical Chemistry C. 119 (17), 9513-9523 (2015).
- Mayer, M. Controlled Living Nanowire Growth: Precise Control over the Morphology and Optical Properties of AgAuAg Bimetallic Nanowires. Nano Letters. 15 (8), 5427-5437 (2015).
- Nikoobakht, B., El-Sayed, M. A. Preparation and Growth Mechanism of Gold Nanorods (NRs) Using Seed-Mediated Growth Method. Chemistry of Materials. 15 (10), 1957-1962 (2003).
- Burrows, N. D., Harvey, S., Idesis, F. A., Murphy, C. J. Understanding the Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods through a Fractional Factorial Design of Experiments. Langmuir. 33 (8), 1891-1907 (2017).
- Jana, N. R., Gearheart, L., Murphy, C. J. Seed-Mediated Growth Approach for Shape-Controlled Synthesis of Spheroidal and Rod-like Gold Nanoparticles Using a Surfactant Template. Advanced Materials. 13, 1389-1393 (2001).
- Kumar, D., Lee, A. R., Kaur, S., Lim, D. K. Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle. Journal of Visualized Experiments. 103, e53108 (2015).
- Paviolo, C., McArthur, S. L., Stoddart, P. R. Gold Nanorod-assisted Optical Stimulation of Neuronal Cells. Journal of Visualized Experiments. (98), e52566 (2015).
- Hoang, T. B., Huang, J., Mikkelsen, M. H. Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics. Journal of Visualized Experiments. (111), e53876 (2016).
- Ortiz, N. Harnessing Hot Electrons from Near IR Light for Hydrogen Production Using Pt-End-Capped-AuNRs. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (31), 25962-25969 (2017).
- Schiavo, L., Aversa, L., Tatti, R., Verucchi, R., Carotenuto, G. Structural Characterizations of Palladium Clusters Prepared by Polyol Reduction of [PdCl4]2− Ions. Journal of Analytical Methods in Chemistry. 2016, 9073594 (2016).
- Baffou, G., Quidant, R., García de Abajo, F. J. Nanoscale Control of Optical Heating in Complex Plasmonic Systems. ACS Nano. 4 (2), 709-716 (2010).
- Mulvaney, P. Surface Plasmon Spectroscopy of Nanosized Metal Particles. Langmuir. 12 (3), 788-800 (1996).
- Elding, L. I., Olsson, L. F. Electronic absorption spectra of square-planar chloro-aqua and bromo-aqua complexes of palladium(II) and platinum(II). The Journal of Physical Chemistry. 82 (1), 69-74 (1978).
- Swihart, D. L., Mason, W. R. Electronic spectra of octahedral platinum (IV) complexes. Inorganic Chemistry. 9 (7), 1749-1757 (1970).
- Forcherio, G. T., Dunklin, J. R., Backes, C., Vaynzof, Y., Benamara, M., Roper, D. K. Gold nanoparticles physicochemically bonded onto tungsten disulfide nanosheet edges exhibit augmented plasmon damping. AIP Advances. 7 (7), 075103 (2017).
- Boltersdorf, J., Forcherio, G. T., McClure, J. P., Baker, D. R., Leff, A. C., Lundgren, C. Visible Light-Promoted Plasmon Resonance to Induce “Hot” Hole Transfer and Photothermal Conversion for Catalytic Oxidation. The Journal of Physical Chemistry C. 122 (50), 28934-28948 (2018).
- da Silva, J. A., Meneghetti, R. M. New Aspects of the Gold Nanorod Formation Mechanism via Seed-Mediated Methods Revealed by Molecular Dynamics Simulations. Langmuir. 34 (1), 366-375 (2018).
- Teranishi, T., Miyake, M. Size Control of Palladium Nanoparticles and Their Crystal Structures. Chemistry of Materials. 10 (2), 594-600 (1998).
- Straney, P. J., Marbella, L. E., Andolina, C. M., Nuhfer, N. T., Millstone, J. E. Decoupling Mechanisms of Platinum Deposition on Colloidal Gold Nanoparticle Substrates. Journal of the American Chemical Society. 136 (22), 7873-7876 (2014).
- Cheng, N., Lv, H., Wang, W., Mu, S., Pan, M., Marken, F. An ambient aqueous synthesis for highly dispersed and active Pd/C catalyst for formic acid electro-oxidation. Journal of Power Sources. 195 (21), 7246-7249 (2010).
- Grzelczak, M., Perez-Juste, J., Garcia de Abajo, F. J., Liz-Marzan, L. M. Optical Properties of Platinum-Coated Gold Nanorods. The Journal of Physical Chemistry C. 111 (17), 6183-6188 (2007).
- Zheng, Z., Tachikawa, T., Majima, T. Single-Particle Study of Pt-Modified Au Nanorods for Plasmon-Enhanced Hydrogen Generation in Visible to Near-Infrared Region. Journal of the American Chemical Society. 136 (19), 6870-6873 (2014).
- Zheng, Z., Tachikawa, T., Majima, T. Plasmon-Enhanced Formic Acid Dehydrogenation Using Anisotropic Pd–Au Nanorods Studied at the Single-Particle Level. Journal of the American Chemical Society. 137 (2), 948-957 (2015).
- Grzelczak, M., Pérez-Juste, J., Rodríguez-González, B., Liz-Marzán, L. M. Influence of silver ions on the growth mode of platinum on gold nanorods. Journal of Materials Chemistry. 16 (40), 3946-3951 (2006).
- Joplin, A. Correlated Absorption and Scattering Spectroscopy of Individual Platinum-Decorated Gold Nanorods Reveals Strong Excitation Enhancement in the Nonplasmonic Metal. ACS Nano. 11 (12), 12346-12357 (2017).
- Sutter, P., Li, Y., Argyropoulos, C., Sutter, E. In Situ Electron Microscopy of Plasmon-Mediated Nanocrystal Synthesis. Journal of the American Chemical Society. 139 (19), 6771-6776 (2017).
