In - situ - Synthese von Gold - Nanopartikeln ohne Aggregation zwischen die Schichten von Layered - Titanat OHP - Folien

Summary

Hier stellen wir ein Protokoll für die in situ - Synthese von Goldnanopartikeln (AuNPs) innerhalb des Zwischenraums von geschichtetem Titanat - Filmen ohne die Aggregation von AuNPs. Keine spektrale Änderung wurde beobachtet, auch nach 4 Monaten. Das synthetisierte Material hat Anwendungen in der Katalyse, Photokatalyse und die Entwicklung von kosteneffektiven plasmonic Geräte erwartet.

Abstract

Kombinationen von Metalloxid-Halbleitern und Gold-Nanopartikeln (AuNPs) wurden als neuartige Materialien untersucht. Hier wurde die in situ Synthese von AuNPs im Zwischenschichtraum von halbleitenden geschichteten Titandioxid-Nanoblatt (TNS)-Schichten untersucht. Es wurden zwei Arten von Zwischenfilmen (d. h. TNS-Filme, die Methylviologen (TNS/MV²⁺) und 2-Ammoniumethanthiol (TNS/2-AET⁺) enthalten) hergestellt. Die beiden Zwischenfilme wurden in einer wässrigen Tetrachloraur(III)-säure (HAuCl₄)-Lösung getränkt, wobei erhebliche Mengen an Au(III)-Spezies in den Zwischenräumen der TNS-Schichten untergebracht waren. Die beiden Arten von erhaltenen Filmen wurden dann in einer wässrigen Natriumtetrahydroboratlösung (NaBH₄) getränkt, woraufhin sich die Farbe der Filme sofort von farblos zu violett änderte, was auf die Bildung von AuNPs innerhalb der TNS-Zwischenschicht hindeutet. Wenn nur TNS/MV²⁺ als Zwischenfilm verwendet wurde, änderte sich die Farbe der Folie innerhalb von 30 min allmählich von metallischem Violett zu staubigem Violett, was darauf hindeutet, dass eine Aggregation von AuNPs stattgefunden hatte. Im Gegensatz dazu wurde diese Farbänderung durch die Verwendung des TNS/2-AET⁺ Zwischenfilms unterdrückt und die AuNPs wurden über 4 Monate stabilisiert, wie die charakteristische Extinktionsbande (Absorption und Streuung) der AuNPs zeigt.

Introduction

Verschiedene Edelmetall-Nanopartikel (MNP) zeigen charakteristische Farben oder Töne aufgrund ihrer lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanz (LSPR) Eigenschaften; Somit kann MNP ^1-4 in verschiedenen optischen und / oder photochemische Anwendungen verwendet werden. Kürzlich sind Kombinationen von Metalloxid-Halbleiter (MOS) Photokatalysatoren, wie Titanoxid (TiO ₂₎ und MNPs wurden neue Typen von Photokatalysatoren ^5-14 gründlich untersucht. Jedoch in vielen Fällen sehr geringe Mengen an MNPs existieren auf der MOS Oberfläche, weil die meisten MOS-Partikel relativ niedrigen Oberflächenbereiche aufweisen. Auf der anderen Seite, geschic....

Protocol

Achtung: Immer vorsichtig, wenn Sie mit Chemikalien und Lösungen zu arbeiten. Führen Sie die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen und tragen Handschuhe, Schutzbrille und einen Laborkittel zu allen Zeiten. Beachten Sie, dass Nanomaterialien zusätzliche Gefahren für ihre Bulk-Pendant verglichen haben.

1. Herstellung von Regents

1. Bereiten Sie die Methylviologen wässrige Lösung durch Lösen von 0,0012 g 1,1'-Dimethyl-4,4'-bipyridinium - dichlorid (Methylviologen; MV ²⁺⁾ in 20 ml Wasser , 0,2 mM MV ²⁺ zu ergeben.
2. Bereiten Sie die Gold (III) -chlorid - wßrigen Lösung durch Auflösen von 0,1050 g Gold (III) Tetrachlorid....

Results

Zwei Arten von Vorläuferfilme wurden in dieser Studie (dh mit und ohne Schutz Reagenz (2-AET ⁺⁾ in der Zwischenschicht von TNS) verwendet. In Abwesenheit von 2-AET ^+, 1,1'-Dimethyl-4,4'-bipyridinium - dichlorid (Methylviologen; MV ²⁺⁾ wurde als Expansions des Zwischenraums verwendet, da MV ²⁺ -haltigen LMOSs gewesen häufig als Zwischenprodukte bei der Gastaustausch Methode zur Herstellung von LMOSs ^{16,17,21,33-36.}

Discussion

Diese Handschrift ein detailliertes Protokoll für die in situ - Synthese von Goldnanopartikeln (AuNPs) innerhalb des Zwischenraums von TNS - Filme. Dies ist der erste Bericht über die in situ Synthese von AuNPs innerhalb des Zwischenraums von TNS. Außerdem fanden wir , dass die 2-AET ⁺ arbeitet als wirksame Schutz Reagenz für AuNPs innerhalb der Zwischenschicht von TNS. Diese Verfahren hybridisiert AuNPs und TNS transparente Folien. TNS Filme mit guter optischer Transparenz ²¹ wur.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Methylviologen Dichlorid	Aldrich Chemical   Co., Inc.	1910-42-5
Tetrabutylammoniumhydroxid	TCI	T1685
Cäsiumcarbonat	Kanto Chemical Co., Inc.	07184-33
Anatas Titandixoid	Ishihara Sangyo Ltd.	ST-01
Salzsäure	Junsei Chemical Co., Ltd.	20010-0350
Natriumhydroxid	Junsei Chemical Co., Ltd.	195-13775
Tetrachlorauric(III)-säure-Trihydrat	Kanto Chemical Co., Inc.	17044-60
Natriumtetrahydroborat	Junsei Chemical Co., Ltd.	39245-1210
2-Ammoniumethanthiolhydrochlorid	TCI	A0296
Reinstwasser (0,056 µ S/cm)			Milli-Q Wasseraufbereitungssystem (Direct-Q® 3UV, Millipore)
Objektträger (Dicke: 1.0– 1,2 mm)	Matsunami glass Co., Ltd.