Synthese, Charakterisierung und Funktionalisierung von Hybrid Au / CdS und Au / ZnS Kern / Schale-Nanopartikel

Zusammenfassung

Die Synthese von einheitlichen Goldnanopartikeln, die mit Halbleiterschalen aus CdS oder ZnS beschichtet sind, wird durchgeführt. Die Halbleiterbeschichtung erfolgt durch die Abscheidung einer Silbersulfidhülle und den Austausch der Silberkationen gegen Zink- oder Cadmiumkationen.

Zusammenfassung

Plasmonischer Nanopartikel sind ein attraktives Material für die Lichtsammelanwendungen aufgrund ihrer leicht modifizierte Oberfläche mit großer Oberfläche und großen Extinktionskoeffizienten, die über das sichtbare Spektrum abgestimmt werden kann. Erforschung der Plasmonen Verbesserung der optischen Übergänge populär geworden, aufgrund der Möglichkeit des Veränderns und in einigen Fällen die Verbesserung der photo Absorptions- oder Emissionseigenschaften benachbarter Chromophore wie Molekular Farbstoffe oder Quantenpunkte. Das elektrische Feld der Plasmonen koppeln können, mit der Anregung Dipol eines Chromophors, Stören der elektronischen Zustände im Übergang beteiligt und führt zu einer erhöhten Absorption und Emissionsraten. Diese Erweiterungen können auch in einem kleinen Abstand von Energietransfermechanismus negiert werden, so dass die räumliche Anordnung der beiden Arten von entscheidender Bedeutung. Letztendlich könnten Verbesserung der Lichtsammeleffizienz in Plasmonen Solarzellen dünner führen und damit niedrigere Kosten-Geräte. Die Entwent von Hybrid-Kern / Schale-Partikel könnten eine Lösung für dieses Problem bieten. Die Zugabe eines dielektrischen Abstandshalter zwischen einer Gold-Nanoteilchen und ein Chromophor ist, das vorgeschlagene Verfahren die Exziton-Plasmon-Kopplungsstärke zu steuern und dadurch Verluste mit den Plasmonen Gewinnen leichen. Ein detailliertes Verfahren zur Beschichtung von Gold-Nanopartikeln mit ZnS und CdS-Halbleiterschalen dargestellt. Die Nanopartikel weisen eine hohe Gleichmäßigkeit mit Größenkontrolle sowohl in den Kern Goldpartikel und Shell Spezies so dass für eine genauere Untersuchung der Plasmonen Verbesserung der externen Chromophore.

Einleitung

Gold - und Silber - Nanopartikel haben Potenzial für die zukünftige technologische Fortschritte in einer Vielzahl von Anwendungen , einschließlich der Photonik, ¹ Photovoltaik, ² Katalyse, ³ chemisch / biologische Sensoren, ⁴ biologische Bildgebung, ⁵ und die photodynamische Therapie. ⁶ unter sichtbarem Anregung können die Oberflächenelektronen schwingen bilden eine Resonanz als eine lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanz bekannt (SPR), die verwendet werden kann, um einfallende Strahlung in dem sichtbaren Spektrum zu konzentrieren. Vor kurzem Edelmetall Nanopartikel mit Halbleiter- oder magnetischen....

Protokoll

1. Synthese von Gold-Nanopartikeln

1. Wiegen Sie das Goldsalz im Handschuhfach und fügen Sie vorher in ein Fläschchen mit Königswasser gereinigt, bevor sie mit Wasser in einem Messkolben verdünnt wird. Bereiten Sie eine 1 mM Gold (III) -chlorid-Trihydrat (393,83 g / mol) in 100 ml Wasser für Gold-Stammlösung.
2. Man wiegt 3,2 g feste CTAC (320 g / mol) und Hitze, in 25 ml Wasser, auf etwa 60 ° C für die Auflösung. Auf Raumtemperatur abkühlen und verdünnte die Mischung mit 50 ml Wasser in einem Messkolben eine 0,2 M Cetyltrimethylammoniumchlorid (CTAC) herzustellen.
3. Mischen Sie 20 ml 1 mM Goldlösung und 20 ml 0,2 M CTAC Lösung in einem Rundbod....

Ergebnisse

Normalisierten Absorptionsspektren von Goldnanopartikeln mit drei verschiedenen Tenside sind in Abbildung 1 dargestellt. Die verwendeten Tenside sind Oleylamin, Tetradecyl - trimethyl - ammoniumchlorid (TTAC) und Cetyl- trimetyl Ammoniumchlorid. CTAC und TTAC Tenside zeigen engere Plasmonresonanz-Absorptionsbande.

Die Menge an Reduktionsmittel nicht beeinflußt nur die FWHM aber die Peakposition der resultieren.......

Diskussion

Gold-Nanopartikel

Um eine hohe Qualität Kern - Schale - Nanopartikel zu gewährleisten, eine monodisperse Probe von Gold - Nanopartikeln müssen zunächst als Vorlage synthetisiert werden. ^28,29,30 Wir modifiziert , um die Gold - Nanopartikel - Synthese langkettige tertiäre Amine bedeckten Nanopartikel anstelle von Oleylamin-capped zu produzieren Nanopartikel. Oleylamine bedeckten Nanopartikel zeigen einen ziemlich schmalen Plasmonresonanz, was auf eine monodisperse Größenbereich, ab.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
MilliQ Wasser	Millipore	Millipore Wasser im Wasseraufbereitungssystem	Wasser mit 18 MΩ spezifischer Widerstand wurde in allen Experimenten verwendet
Gold(II)-chlorid-Trihydrat	Sigma Aldrich	520918	als Goldvorläufer für die Nanopartikelsynthese verwendet
Cetyltrimethylammoniumchlorid (CTAC)	TCI America	H0082	wird als Tensid für Goldnanopartikel
verwendet Boran tert Butylamin	Sigma Aldrich	180211	wird als Reduktionsmittel für Goldnanopartikel
verwendet Silbernitrat	Sigma Aldrich	204390	wird als Silberquelle für die Schalenanwendung verwendet
Ascorbinsäure	Sigma Aldrich	A0278	wird als Reduktionsmittel für die Silberschalenanwendung verwendet
Schwefelpulver	Acros	199930500	wird als Schwefelquelle für die Umwandlung von Silbersulfidschalen verwendet
Oleylamin	Sigma Aldrich	O7805	wird als Tensid für die Umwandlung von Silbersulfidschalen verwendet
Oleylamin	Sigma Aldrich	364525	wird als Tensid für die Umwandlung von Silbersulfidschalen verwendet
Cadmiumnitrat-Tetrahydrat	Sigma Aldrich	642405	wird als Cadmiumquelle für den Kationenaustausch
verwendet Zinknitrathexahydrat	Fisher Scientific	Z45	verwendet als Zinkquelle für den Kationenaustausch
11-Mercaptoundecansäure	Sigma Aldrich	450561	wird als wasserlöslicher Ligand während des Ligandenaustauschs verwendet
3,4-Diaminobenzoesäure	Sigma Aldrich	D12600	wird als wasserlöslicher Ligand während des Ligandenaustauschs
verwendet UV-Vis-Absorptionsspektrophotometer Cary		50 Bio	wird zur Überwachung des Absorptionsspektrums kolloidaler Lösungen
JEOL TEM 2100	JEOL	2100	wird verwendet, um die Größe von synthetisierten Nanopartikeln zu analysieren. TEM-Gitter wurden vom tedpella
FTIR-Spektralphotometer	Perkin Elmer	Spec 100	, das zur Überwachung der chemischen Zusammensetzung der Nanopartikeloberfläche nach dem Ligandenaustausch verwendet wird.