الترسب الضوئي للPd on الغروية Au Nanorods بواسطة الإثارة البلازمون السطحية

بروتوكول بلازمونيك االاختزالية الضوئية يقوي القدرة على توجيه دون خمسة نانومتر تجميع المعادن التكافؤ في المواقع المستهدفة مع الخصائص الوثلى بين الوجه في ظروف المعالجة المحيطة. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي القدرة على استخدام حقل خارجي مثل الليزر للسيطرة على سمك وموقع نمو المعادن الظهارية. لقد أظهرنا بالفعل بلازمونية ضوئية من البلاتين المعدني والفضة، ولدينا الثقة في أن هذه الطريقة يمكن أن تمتد إلى العديد من الآخرين لمجموعة متنوعة من التطبيقات الحفازة.

إثبات الإجراء سيكون أنا وجوناثان بولترسدورف، الكيميائي في مختبر أبحاث الجيش الأمريكي. لبدء هذا الإجراء، تمييع 830 ميكرولترات من حمض الهيدروكلوريك الأسهم المركزة مع الماء إلى 100 ملليلتر للحصول على محلول حمض الهيدروكلوريك 0.1 مولار. تمييع 4 ملليلتر من هذا الحل مع الماء إلى 20 ملليلتر لإنشاء محلول حمض الهيدروكلوريك 20 ملليمولر.

Pipette 10 ملليلتر من هذا 20 ملليمتر هيدروكلوريك حمض حل في الأواني الزجاجية المناسبة. بعد ذلك، إضافة 0.0177 غرام من كلوريد البلاديوم-اثنين إلى حمض الهيدروكلوريك ومزيج عن طريق سونيكيشن حتى يذوب كل من البلاديوم (ii) كلوريد. الحل الناتج من ديهيدروجين tetrochloropallidate ينبغي أن يكون تركيز 10 ملليمولار, وينبغي أن يحمل لون برتقالي داكن.

ثم، ماصة 2.5 ملليلتر من محلول نانورود الذهب علقت مائيا مع واحد إلى 10 ملليمتر cetyltrimethyl الأمونيوم بروميد السطح في مسار 1 سم حجم الماكرو cuvette طول مع شريط ضجة المغناطيسي. ضع الـ cuvette على طبق مُحرّك. Pipette 475 ميكرولتر من الميثانول دي غاز في cuvette في حين اثارة بلطف.

استمر في التحريك لمدة 15 إلى 20 دقيقة تقريبًا أثناء إزالة أي فقاعات بشكل دوري عن طريق النقر بلطف على الجزء السفلي من cuvette مقابل سطح صلب حسب الحاجة. بعد ذلك، الماصات خمسة ميكرولترات من المخزون تتركز حمض الهيدروكلوريك في cuvette والسماح لها مزيج لمدة 15 دقيقة. بعد ذلك، حقن 25 ميكرولترات من 10 ملليمولار دي هيدروجين تيترو كلوروباليداتي في خليط التفاعل لنسبة ذرية من البلاديوم إلى الذهب من واحد إلى خمسة.

اسمحوا حل معقدة في الظلام لمدة ساعة واحدة في حين اثارة. ثم تشع خليط التفاعل مع 715 نانومتر غير ملاط منذ فترة طويلة تصفية التنغستن الهالوجين مصباح في شدة 35 مللي وات لكل سنتيمتر مربع لمدة 24 ساعة. في اليوم التالي، وغسل المواد الكيميائية والكواشف المتبقية من نانورودد البلاديوم الذهب عن طريق الطرد المركزي في 9000 مرة G.Use ماصة لإزالة الماظر الفائقة، وإعادة تعليق بيليه في الماء.

تزج القارورة في sonicator حمام لمدة دقيقة إلى دقيقتين لتفريق nanorods واستكمال غسل. كرر عملية الغسيل هذه مرة أخرى. في هذه الدراسة، يتم تسجيل الأشعة فوق البنفسجية في الأطياف ماصة زمنيا لتوضيح التغيرات عند إضافة كل مكون يتكون من خليط التفاعل بدءا من نانورود الذهب.

إضافة الميثانول وحمض الهيدروكلوريك يقلل من حجم الامتصاص عن طريق التخفيف. إضافة ديهيدرودغن tetrochloropallidate يسبب تأخر الأشعة فوق البنفسجية والمعادن نقل ميزات لنقل تهمة في الظهور. بعد التكفّل في الظلام لمدة ساعة واحدة، تعرض جزيئات البلاديوم (ii) نطاقات نقل الشحن في 247 و310 نانومتر.

عند التشعيع في الذهب nanorod الرنين الطولي الرنين سطح البلازمون، العصابات نقل الشحن بسرعة blueshift إلى 230 و 277 نانومتر على التوالي. حجم الامتصاص لذرية نقل الشحنة المهيمنة ينخفض من 1.7 إلى حوالي 0.47 على مدى فترة 24 ساعة بسبب التصوير الضوئي للبلاديوم (ii) الممتص بواسطة الإلكترونات الساخنة البلازمونية. ثم يتم تحليل وضعي SPR قبل وبعد الإشعاع الرنان.

التحولات الحمراء SPR الطولية من 807 إلى 816 نانومتر. مع 7 نانومتر توسيع عرض الخط، وSPR عرضية لا تزال دون تغيير. XPS يؤكد وجود البلاديوم المعدني من قبل ظهور خطوط البلاديوم 3D في الطاقات ملزمة من 335 و 340 فولت الإلكترون.

TEM يكشف morphologies من نانورود الذهب مختلطة مع ديهيدروجين tetrochloropallidate في الظلام وبعد إشعاع رنانة. الإضاءة الرنانة تسفر عن نانورود حادة الرؤوس مع واجهات شعاعية خشنة. لا يتم ملاحظة هذه الخصائص في الظلام.

ويشير توزيع أطوال النانورود إلى أن متوسط الطول نما من 127 إلى 129 نانومتر. ويرجع ذلك إلى وجود البلاديوم الضوئية في نهايات القضبان، كما هو مؤكد في خريطة EDS. من المهم أن تركيز CTAB لا يتجاوز 1-10 ملليمتر في محلول نانورود الذهب الأسهم.

وإلا، فإن السلائف نقل إلى سطح الذهب سوف تكون منعت. ويمكن بسهولة تكييف هذا الإجراء مع المعادن الحفازة الأخرى مثل البلاتين أو الإيريديوم على هياكل البذور النشطة بشكل مُلَكِّن لتجميع مجموعة واسعة من الفوتوكالتس. لدينا الآن الهندسة المعمارية حيث يمكن تمرير الطاقة البلازمونية مباشرة إلى السطح الحفاز دون أي حاجز بين الوجهين الذي يمكننا من التحقيق في التحليل الضوئي البلازمونية بشكل أكثر فعالية.

حمض الهيدروكلوريك هو حمض تآكل وقوي ويجب التعامل معه في غطاء للأبخرة مع معدات الحماية الشخصية المناسبة مثل النظارات الواقية والقفازات.