Photochemische oxidative Wachstum von Iridium-Nanopartikel auf CdSe @ CdS-Nanostäbchen

Philip Kalisman; Yifat Nakibli; Lilac Amirav

doi:10.3791/53675

Methodenartikel

Photochemische oxidative Wachstum von Iridium-Nanopartikel auf CdSe @ CdS-Nanostäbchen

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DOI:

10.3791/53675

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11. Februar 2016

Philip Kalisman¹ , Yifat Nakibli¹ , Lilac Amirav¹

¹Schulich Faculty of Chemistry, The Russell Berrie Nanotechnology Institute, The Nancy and Stephen Grand Technion Energy Program, Technion – Israel Institute of Technology

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Ein Protokoll für das photochemische oxidative Wachstum von kleinen kristallinen Iridiumoxid-Nanopartikeln auf der Oberfläche von CdSe@CdS ausgesäten Stäbchen-Nanopartikeln wird vorgestellt.

Zusammenfassung

Wir demonstrieren ein Verfahren für das photochemische oxidative Wachstum von Iridiumoxid-Katalysatoren auf der Oberfläche von Cadmiumselenid-Cadmiumsulfid (CdSe@CdS)-Nanostäbchen-Photokatalysatoren. Gesäte Stäbchen werden mit einem kolloidalen Heißinjektionsverfahren gezüchtet und dann durch Ligandenaustausch in ein wässriges Medium gebracht. CdSe@CdS Nanostäbchen werden ein Iridium-Vorläufer und andere Salze gemischt und beleuchtet. Der Abscheidungsprozess wird durch die Absorption von Photonen durch das Halbleiterteilchen eingeleitet, was zur Bildung von Ladungsträgern führt, die zur Förderung von Redoxreaktionen verwendet werden. Um das photochemische oxidative Wachstum zu gewährleisten, haben wir einen Elektronenfänger verwendet. Die photogenerierten Löcher oxidieren den Iridium-Vorläufer, offenbar auf einem vermittelten oxidativen Weg. Dies führt zum Wachstum von hochwertigen kristallinen Iridiumoxidpartikeln im Bereich von 0,5 nm bis etwa 3 nm entlang der Oberfläche des Stabes. Iridiumoxid, das auf CdSe@CdS Heterostrukturen gezüchtet wurde, wurde mit einer Vielzahl von Charakterisierungsmethoden untersucht, um seine Eigenschaften und Qualität zu bewerten. Wir untersuchten Möglichkeiten zur Kontrolle der Partikelgröße, der Kristallinität, des Abscheidungsortes auf dem CdS-Stab und der Zusammensetzung. Es wurde festgestellt, dass die Beleuchtungszeit und die Anregungswellenlänge Schlüsselparameter für eine solche Regelung sind. Der Einfluss verschiedener Wachstumsbedingungen und die Charakterisierung dieser Heterostrukturen werden ebenso beschrieben wie eine detaillierte Beschreibung ihrer Synthese. Von Bedeutung ist die Tatsache, dass die Zugabe von Iridiumoxid den Stäbchen eine erstaunliche photochemische Stabilität bei längerer Beleuchtung in reinem Wasser verlieh (was den Bedarf an Lochfängern verringerte).

Einleitung

Photokatalyse eine attraktive und vielversprechende Lösung für die Erzeugung erneuerbarer Energien und andere umwelttechnische Anwendungen wie Wasseraufbereitung und Luftreinigung ^3.1. Insgesamt Wasserspaltung durch Sonnenenergie angetrieben wird, könnte eine Quelle für saubere und erneuerbare Wasserstoffkraftstoff sein; Trotz jahrzehntelanger Forschung, Systeme, die ausreichend stabil und effizient für die praktische Anwendung sind noch nicht realisiert worden.

Sowohl-Photo und Halbleiterphotokatalyse-vermittelte beruhen auf dem gleichen Mechanismus des Trennens photoerzeugten Elektron-Loch-Paare und an der Oberfläche fahren, ....