Name: Photodeposition von Pd auf kolloidale Au Nanostäbe durch Surface Plasmon Erregung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-15T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 58 s
Description: Erfahren Sie die plasmonische Photodeposition von Palladium auf Au-Nanostäben mittels lokalisierter Oberflächenplasmonen-Anregung. Diese Methode ermöglicht präzise Kontrolle über Metallwachstum an gezielten Positionen für katalytische Anwendungen.

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Diese Arbeit wurde vom Army Research Laboratory gesponsert und unter der USARL Cooperative Agreement Nummer W911NF-Nr. 17-2-0057 an G.T.F. vergeben. Die in diesem Dokument enthaltenen Ansichten und Schlussfolgerungen sind die der Autoren und sollten nicht so interpretiert werden, dass sie offizielle, weder ausdrückliche noch stillschweigende, offizielle, weder ausdrückliche noch stillschweigende Politik des Army Research Laboratory oder der US-Regierung darstellen. Die US-Regierung ist berechtigt, Nachdrucke für Regierungszwecke zu reproduzieren und zu verbreiten, ungeachtet der hierin in dokumentarierenden Schreibweise.

1. Zuteilung von Au-Nanostäben
HINWEIS: Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB)-bedeckte AuNR kann durch Nasschemie (Schritt 1.1) synthetisiert oder nach Vorliebe des Lesers kommerziell erworben werden (Schritt 1.2), wobei jedes Ergebnis zu ähnlichen Ergebnissen führt. Die Ergebnisse dieser Arbeiten basierten auf kommerziell beschafften AuNR mit Penta-Zwillingskristallstruktur. Der Einfluss der AuNR-Samenkristallstruktur (d. h. monokristallin vs. penta-twinned) auf die ultimative Morphologie der Sekundärmetallschale bleibt im Rahmen der plasmonischen Photodeposition unklar, hat aber sowohl bei nassen-als auch bei beiden 15 und ähnliche fotochemische12 Synthesen. Alternative Tenside zu CTAB können eingesetzt werden, solange das Zeta-Potenzial positiv ist, obwohl sich die endgültige Pd-Morphologie ändern könnte.
<ol><li>Synthesetechniken: Synthesize wässern wässern deelierte AuNR bei 0,5 mM Au mit der silberunterstützten Methode von Nikoobakht et al. 16 , 17 (mit monokristalliner Struktur) oder die Tensid-unterstützte Methode von Murphy et al. 18 , 19 (nachgebende Penta-Zwillingskristallstruktur). Waschen Sie den AuNR über Zentrifugation20,21, um überschüssiges, freies CTAB auf eine Endkonzentration von 1-10 mM zu entfernen.</li>
	<li>Kommerzielle Quellen: Kaufen Sie wässrige AuNR-Dispersionen mit 0,5 mM Au mit den folgenden Spezifikationen: 40 nm Durchmesser, 808 nm LSPR und CTAB Ligand (5 mM Konzentration) in DI-Wasser. Waschen Sie den AuNR über Zentrifugation20,21, um überschüssiges, freies CTAB zu entfernen, wenn die CTAB-Konzentration 1-10 mM nach Erhalt überschreitet. HINWEIS: Wässrige AuNR-Dispersionen mit CTAB-Tensid in einer Vielzahl von Größen, Seitenverhältnissen und Partikelzahlendichten können von vielen kommerziellen Anbietern erworben und in diesem Protokoll erfolgreich verwendet werden.</li>
</ol>2. Plasmonische Photodeposition von Pd auf Au Nanostäbe
<ol><li>Vorbereitung des Pd-Vorläufers
	<ol>
<li>Bereiten Sie eine 20 mM HCl-Lösung vor. Machen Sie zunächst 0,1 M HCl, indem Sie 830 l des lagerkonzentrierten HCl (37%, 12 M) mit Wasser auf 100 ml verdünnen. Zweitens 0,02 M HCl durch Verdünnen von 4 ml 0,1 M HCl mit Wasser auf 20 ml.</li>
		<li>Pipette 10 ml von 20 mM HCl in entsprechendes Glasgeschirr geben und in einem Bad beschallen (keine Beschallung) mit Wassertemperatur auf 60 °C.</li>
		<li>0,0177 g PdCl2 in die 10 ml von 20 mM HCl geben und über Beschallung mischen, bis alle PdCl2 aufgelöst sind. Die resultierende 10 mM H2PdCl4 Lösung sollte eine dunkelorange Farbe aufweisen.</li>
	</ol></li>
	<li>Herstellung von Photodeposition Reaktionsgemisch HINWEIS: Das beschriebene Verfahren geht von einem Gesamtvolumen von 3 ml für die Verwendung in einer Küvette aus, um Echtzeit-Feedback in den plasmonischen Photodepositionsprozess zu ermöglichen. Die zitierten Massen/Volumen wurden auf Kompatibilität mit typischen Chemikalien/Materialien/Reagenzien ausgewählt, während gleichzeitig das leichtes Waschen/Wiederherstellen des Pd-dekorierten AuNR ermöglicht wurde. Es wird erwartet, dass ähnliche Ergebnisse erzielt werden können, wenn auf andere Volumina skaliert und/oder alternative Reaktionsgefäße (z. B. Glasbecher) verwendet werden.<ol>
<li>Degas Lager AuNR Lösung und Methanol (MeOH) in einem Bad Beschallungsgerät für 30 min.</li>
		<li>Pipette 2,5 ml wässernd aufgehängter AuNR (ab Schritt 2.2.1) in eine 1 cm lange, Makrovolumenküvette mit magnetischem Rührbalken. Legen Sie die Küvette auf eine Rührplatte. HINWEIS: Das typische Volumen einer Makrovolumen-Küvette beträgt 3,5 ml. Quarz kann durch UV-transparente Kunststoffe ersetzt werden.</li>
		<li>Pipette 475 l entgastem MeOH (ab Schritt 2.2.1) in die Küvette unter sanftem Rühren ca. 15-30 min. Entfernen Sie regelmäßig Alle Blasen, indem Sie bei Bedarf vorsichtig den Boden der Küvette gegen eine starre Oberfläche antippen; Das Entfernen von gelösten Gasen kann die Stabilität des Halogensalzes verlängern.</li>
		<li>Pipette 5 l des lagerkonzentrierten HCl (37%, 12 M) in die Küvette und 15 min mischen lassen. ANMERKUNG: Die Stimmkonzentration der HCl-Unterstützung könnte die endgültige Morphologie/Rate der Pd-Abscheidung beeinflussen, aber Konzentrationen von weniger als 20 mM im Reaktionsgemisch ermöglichen h2PdCl4, schrittweise hydrolysieren und oxolat zu oxolieren, was zu einer eventuellen PdO führt. x Formation nach 3 h.</li>
	</ol></li>
	<li>Plasmonische Photoreduktion von [PdCl4]2- auf AuNR1,13<ol>
<li>Injizieren Sie 25 l von 10 mM H2PdCl4 in das Reaktionsgemisch für ein 1:5 Pd:Au-Atomverhältnis. Lassen Sie die Lösung im Dunkeln für 1 h unter Rühren komplex. HINWEIS: Diese Menge kann gemäß dem gewünschten Pd:Au-Verhältnis als Aufwand für die Änderung der endletzten Molaken von Au, [PdCl4]2-, HCl und MeOH des Reaktionsgemisches eingestellt werden. Referenz22 zeigt Beispiel Pt-AuNR Morphologien mit unterschiedlichen Pt:Au-Verhältnissen - ähnliche Ergebnisse sind mit Pd zu erwarten.</li>
		<li>Bestrahlen Sie das Reaktionsgemisch mit einer unpolarisierten, 715 nm langpassgefilterten Wolfram-Halogenlampe mit 35 mW/cm2 Intensität für 24 h. HINWEIS: Verschiedene Lichtfilter (oder Quellen, z. B. Laser) können nach einer einzigartigen LSPR-Wellenlänge für verschiedene Au-Nanostruktursamen ausgewählt werden. Beispielsweise kann ein 420 nm Langpassfilter für Plasmonische Samenstrukturen mit LSPR bei 450 nm verwendet werden. Die Lichtintensität kann mit neutraler Dichtefiltration auf Kosten einer langsameren [PdCl4]2- Reduktionsrate verringert werden, was zu einer längeren Gesamtreaktionszeit führt. Die Lichtintensität kann erhöht werden, um die Reaktionszeit auf Kosten des Potenzials zur thermischen Reduktion von [PdCl4]2- zu reduzieren (Der Beginn beträgt 360 °C über Referenz23). Eine angemessene Intensität kann von vornherein berechnet werden, um die thermische Reduktion durch Berechnung der Nanopartikeloberflächentemperatur isoliert und/oder kollektiv enk.24 zu mildern. Auswirkungen auf die ultimative Pd-AuNR-Morphologie aus unterschiedlicher Bestrahlungsintensität wurden nicht untersucht.</li>
		<li>Die Restchemikalien/Reagenzien aus dem Pd-AuNR zweimal waschen, jeweils durch Zentrifugation bei 9.000 x g,Entfernen des Überstandes mit einer Pipette, Wiederaufhängen des Pd-AuNR-Pellets in Wasser und Eintauchen der Durchstechflasche in einen Badebeschalltoner für 1-2 min 20,21.</li>
	</ol></li>
</ol>

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<li>Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Plasmon-Driven+Hot+Electron+Photochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Surface-Plasmon-Driven Hot Electron Photochemistry.</a> Chemical Reviews. 118 (6), 2927-2954 (2018).</li>
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<li>Di Martino, G., Turek, V. A., Braeuninger-Weimer, P., Hofmann, S., Baumberg, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-induced+reduction+and+in-situ+optical+spectroscopy+of+individual+plasmonic+copper+nanoparticles+for+catalytic+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Laser-induced reduction and in-situ optical spectroscopy of individual plasmonic copper nanoparticles for catalytic reactions.</a> Applied Physics Letters. 110 (7), 071111(2017).</li>
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<li>Zheng, Z., Tachikawa, T., Majima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-Enhanced+Formic+Acid+Dehydrogenation+Using+Anisotropic+Pd%E2%80%93Au+Nanorods+Studied+at+the+Single-Particle+Level%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Plasmon-Enhanced Formic Acid Dehydrogenation Using Anisotropic Pd–Au Nanorods Studied at the Single-Particle Level.</a> Journal of the American Chemical Society. 137 (2), 948-957 (2015).</li>
<li>Grzelczak, M., Pérez-Juste, J., Rodríguez-González, B., Liz-Marzán, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+silver+ions+on+the+growth+mode+of+platinum+on+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Influence of silver ions on the growth mode of platinum on gold nanorods.</a> Journal of Materials Chemistry. 16 (40), 3946-3951 (2006).</li>
<li>Joplin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlated+Absorption+and+Scattering+Spectroscopy+of+Individual+Platinum-Decorated+Gold+Nanorods+Reveals+Strong+Excitation+Enhancement+in+the+Nonplasmonic+Metal%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Correlated Absorption and Scattering Spectroscopy of Individual Platinum-Decorated Gold Nanorods Reveals Strong Excitation Enhancement in the Nonplasmonic Metal.</a> ACS Nano. 11 (12), 12346-12357 (2017).</li>
<li>Sutter, P., Li, Y., Argyropoulos, C., Sutter, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Electron+Microscopy+of+Plasmon-Mediated+Nanocrystal+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">In Situ Electron Microscopy of Plasmon-Mediated Nanocrystal Synthesis.</a> Journal of the American Chemical Society. 139 (19), 6771-6776 (2017).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Die Überwachung von Veränderungen der optischen Absorption mittels TransmissionUV-Vis-Spektroskopie ist nützlich, um den Status der photokatalytischen Reaktion zu bewerten, mit besonderem Augenmerk auf die LMCT-Eigenschaften von H2PdCl4. Wellenlängenmaxima der LMCT-Eigenschaften nach Injektion von H2PdCl4 in Schritt 2.3.1 (von festschwarz zu festblau in Abbildung 1) geben Einblicke in die lokale "Umgebung" der [PdCl4]2- Molekü...

Die Führung der Metallabscheidung auf plasmonische Substrate über Plasmonische Heißträger, die aus einem resonanten äußeren Feld erzeugt werden, könnte die 2-stufige Bildung heterometallischer, anisotroper Nanostrukturen bei Umgebungsbedingungen mit neuen Freiheitsgraden 1 unterstützen ,2,3. Herkömmliche Redoxchemie-, Dampfabscheidungs- und/oder Elektrodenpositionsansätze eignen sich schlecht für die Verarbeitung mit hohem Volumen. Dies ist in erster Linie auf überschüssige/opferliche Reagenzienabfälle, niedrige durchsatzweise 5+-Schritt-Lithographieprozesse und energieintensive Umgebungen (0,01-10 Torr- und/oder 400-1000 °C-Temperaturen) mit geringer oder gar keiner direkten Kontrolle über die resultierenden Materialeigenschaften zurückzuführen. . Das Eintauchen eines Plasmonensubstrats (z.B. Au Nanopartikel/Samen) in eine Vorläuferumgebung (z.B. wässrige Pd-Salzlösung) unter Beleuchtung an der lokalisierten Oberflächen-Plasmonresonanz (SPR) initiiert extern-tunable (d.h. Feldpolarisation und Intensität) photochemische Ablagerung des Vorläufers über plasmonische heiße Elektronen und/oder photothermische Gradienten3,4. Beispielsweise wurden Protokollparameter/Anforderungen für plasmonisch gesteuerte photothermische Zersetzung von Au-, Cu-, Pb- und Ti-Organometallen und Gehydriden auf nanostrukturierte Ag- und Au-Substratedetailliert5,6, 7,8,9. Die Nutzung von Femtosekunden-Plasmonischen Heißelektronen zur direkten Photoreduktion von Metallsalzen an einer Metalllösungsschnittstelle bleibt jedoch weitgehend unentwickelt, da Verfahren mit Citrat- oder Poly-Ligiten (Vinylpyrrolidon) als Zwischenladung fungieren. Relais zur direkten Keimbildung/Wachstum des Sekundärmetalls2,10,11,12. Anisotrope Pt-Dekoration von Au Nanostäben (AuNR) unter Längs-SPR-Erregung wurde kürzlich1,13 gemeldet, wo die Pt-Verteilung mit der Dipolpolarität zusammenfiel (d. h. die angenommene räumliche Heißträger).
Das Protokoll erweitert hierin auf die jüngsten Pt-AuNR-Arbeiten und hebt wichtige Synthesemetriken hervor, die in Echtzeit beobachtet werden können, und zeigt, dass die reduktive plasmonische Photodepositionstechnik auf andere Metallhalogenidsalze (Ag, Ni, Ir usw.) anwendbar ist.

<table><tbody><tr><td>Asphärische Kondensorlinse mit Diffusor</td><td>Thorlabs</td><td>ACL5040U-DG15</td><td>f=40 mm, NA=0,60, Körnung 1500, unbeschichtet</td></tr><tr><td>Deuterium + Wolfram-Halogen Lichtquelle</td><td>StellarNet</td><td>SL5</td><td></td></tr><tr><td>Gold Nanostäbchen, AuNR</td><td>NanoPartz</td><td>A12-40-808-CTAB</td><td>CTAB Tensid, 808 nm LSPR, 40 nm Durchmesser</td></tr><tr><td>Schliffdiffusor</td><td>Thorlabs</td><td>DG20-1500</td><td>Körnung 1500, N-BK7</td></tr><tr><td>Salzsäure, HCl</td><td>J.T. Baker</td><td>9539-03</td><td>konzentriert, 37%</td></tr><tr><td>Low Profile Magnetrührer</td><td>VWR</td><td>10153-690</td><td></td></tr><tr><td>Makro Einwegküvetten, UV Kunststoff</td><td>FireFlySci</td><td>1PUV</td><td>10 mm Weglänge</td></tr><tr><td>Methanol, MeOH</td><td>J.T. Baker</td><td>9073-05</td><td>&ge; 99,9 %</td></tr> <tr><td>Palladium(II)-chlorid, PdCl2</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520659</td><td>&ge; 99.9%</td></tr><tr><td>Plankonvexe Linse</td><td>Thorlabs</td><td>LA1145</td><td>f=75 mm, N-BK7, unbeschichtet</td></tr><tr><td>Quarz Wolfram-Halogenlampe</td><td>Thorlabs</td><td>QTH10</td><td></td></tr><tr><td>UV-vis Spektrometer</td><td>Avantes</td><td>ULS2048L-USB2-UA-RS</td><td>AvaSpec-ULS2048L</td></tr></tbody></table>

photodeposition von pd auf kolloidale au nanostäbe durch surface plasmon erregung

Photodeposition of Pd onto Colloidal Au Nanorods by Surface Plasmon Excitation

Ein Protokoll wird beschrieben, um die Pd-Abscheidung mit Oberflächen-Plasmonresonanz (SPR) photokatalytisch auf Au-Nanostäbe (AuNR) zu leiten. Angeregte plasmonische heiße Elektronen bei SPR-Bestrahlung treiben die reduktive Ablagerung von Pd auf kolloidalen AuNR in Gegenwart von [PdCl4]2-an. Die Plasmon-gesteuerte Reduktion von Sekundärmetallen potenziert die kovalente, subwellenlängenabscheidung an zielgerichteten Stellen, die mit elektrischen Feld-"Hotspots" des Plasmonischen Substrats unter Verwendung eines externen Feldes (z. B. Laser) zusammenfällt. Das hier beschriebene Verfahren beschreibt eine Lösungsphasenabscheidung eines katalytisch aktiven Edelmetalls (Pd) aus einem Übergangsmetallhalogenidsalz (H2PdCl4) auf wässolisch suspendierte, anisotrope Plasmonische Strukturen (AuNR). Der Lösungsphasenprozess ist für die Herstellung anderer bimetallischer Architekturen geeignet. Die Transmissions-UV-vis-Überwachung der photochemischen Reaktion in Verbindung mit Ex-situ-XPS- und statistischer TEM-Analyse liefert sofortiges experimentelles Feedback zur Bewertung der Eigenschaften der bimetallischen Strukturen, während sie sich während der photokatalytische Reaktion. Die Resonanzplasmonbestrahlung von AuNR in Gegenwart von [PdCl4]2- erzeugt eine dünne, kovalent gebundene Pd 0-Hülle ohne signifikante Dämpfungswirkung auf ihr Plasmonisches Verhalten in diesem repräsentativen Experiment/Batch. Insgesamt bietet die plasmonische Photodeposition einen alternativen Weg für die hochvolumige, wirtschaftliche Synthese optoelektronischer Materialien mit sub-5 nm-Features (z. B. heterometallische Photokatalysatoren oder optoelektronische Verbindungen).

Transmission UV-vis Spektren, Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) Daten und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) Bilder wurden für die CTAB-bedeckten AuNR in Gegenwart/Abwesenheit von H2PdCl4 in dunkler und resonanischer Bestrahlung aufgenommen an ihrem Längs-SPR (LSPR) zur Katalysierung/Wachstum von Pd. Transmission UV-vis Spektren in Abbildung 1 und Abbildung 2 geben Einblicke in die Reaktionsdynamik nach Veränderungen in: (a) V...

Ein Protokoll zur anisotropen Photodeposition von Pd auf wässolisch suspendierte Au-Nanostäbe über lokalisierte Oberflächenplasmonerregung wird vorgestellt.

Photodeposition von Pd auf kolloidale Au Nanostäbe durch Surface Plasmon Erregung

A protocol is described to photocatalytically guide Pd deposition onto Au nanorods (AuNR) using surface plasmon resonance (SPR). Excited plasmonic hot ...

Ein reduktives plasmonisches Photodepositionsprotokoll potenziert die Fähigkeit, die kovalente Metallmontage von sub-fünf Nanometern an zielgerichteten Stellen mit optimalen Grenzflächeneigenschaften bei Umgebungsverarbeitungsbedingungen zu steuern. Der Hauptvorteil dieser Technik ist die Fähigkeit, ein externes Feld wie einen Laser zu verwenden, um die Dicke und Position des epitaxialen Metallwachstums zu steuern. Wir haben bereits die plasmonische Photodeposition von metallischem Platin und Silber nachgewiesen und sind zuversichtlich, dass diese Methode auf viele andere für eine Vielzahl von katalytischen Anwendungen ausgedehnt werden kann.Demonstriert wird das Verfahren von mir und Jonathan Boltersdorf, einem Chemiker am U.S.Army Research Laboratory. Um dieses Verfahren zu beginnen, verdünnen Sie 830 Mikroliter stammkonzentrierte Salzsäure mit Wasser auf 100 Milliliter, um eine 0,1 Molsalzsäurelösung zu erhalten. Verdünnen Sie 4 Milliliter dieser Lösung mit Wasser auf 20 Milliliter, um eine 20 Millimolar Salzsäurelösung zu schaffen.10 Milliliter dieser 20 Millimolaren Salzsäurelösung in geeignetes Glasglas einzuteilen. Als nächstes 0,0177 Gramm Palladium-zwei Chlorid in die Salzsäure geben und über Beschallung mischen, bis das gesamte Palladium(ii)chlorid gelöst ist. Die resultierende Lösung von Dihydrogentetrochloropallidate sollte eine Konzentration von 10 Millimolar aufweisen und eine dunkelorange Farbe aufweisen.Dann Pipette 2,5 Milliliter wässerfertig suspendierte Gold-Nanostab-Lösung mit einem bis 10 Millimolar Cetyltrimethyl Ammoniumbromid Tensid in einem 1 Zentimeter langen Makrovolumen Küvetette mit einem magnetischen Rührstab. Legen Sie die Küvette auf eine Rührplatte. Pipette 475 Mikroliter entgastes Methanol unter sanftem Rühren in die Küvette geben.Fahren Sie ca. 15 bis 20 Minuten weiter, während Sie in regelmäßigen Abständen Blasen entfernen, indem Sie bei Bedarf vorsichtig auf den Boden der Küvette gegen eine starre Oberfläche tippen. Danach fünf Mikroliter stockkonzentrierte Salzsäure in die Küvette pipette und 15 Minuten mischen lassen. Als nächstes injizieren Sie 25 Mikroliter 10 Millimolar Dihydrogentetrochloropallidate in das Reaktionsgemisch für ein atomares Verhältnis von Palladium zu Gold von eins zu fünf.Lassen Sie die Lösung im Dunkeln für eine Stunde unter Rühren komplex. Dann bestrahlen Sie das Reaktionsgemisch mit einer unpolarisierten 715 Nanometer langen, gefilterten Wolfram-Halogenlampe mit einer Intensität von 35 Milliwatt pro Zentimeter quadratisch für 24 Stunden. Am nächsten Tag die Restchemikalien und Reagenzien aus den Palladium-Gold-Nanostäben durch Zentrifugieren bei 9000-fachem G.Verwenden Sie eine Pipette, um den Überstand zu entfernen, und setzen Sie das Pellet wieder in Wasser.Tauchen Sie die Durchstechflasche für ein bis zwei Minuten in einen Badeschallbeotor ein, um die Nanostäbe zu zerstreuen und die Wäsche zu vervollständigen. Wiederholen Sie diesen gesamten Waschvorgang noch einmal. In dieser Studie werden UV-vis-vis-Vis-Spektren zeitlich aufgezeichnet, um Veränderungen aufzuklären, wenn jede Komponente hinzugefügt wird, die das Reaktionsgemisch umfasst, das mit den Gold-Nanostäben beginnt.Die Zugabe von Methanol und Salzsäure verringert die Absorptionsgröße durch Verdünnung. Die Zugabe von Dihydrodgen Tetrochloropallidate bewirkt, dass UV-Verzögerung und Metallladungsübertragungsfunktionen entstehen. Nach einer Stunde Im Dunkeln gleichzusam, weisen die Palladium(ii)Moleküle Ladungsübertragungsbänder bei 247 und 310 Nanometern auf.Bei Bestrahlung der Gold-Nanostab-Längs-Oberflächen-Plasmonresonanz verschiebt sich die Ladungstransferbänder schnell auf 230 bzw. 277 Nanometer. Die Absorptionsgröße des dominanten Ladungsübertragungsspitzen sinkt von 1,7 auf etwa 0,47 über einen Zeitraum von 24 Stunden, da das absorbierte Palladium(ii)durch plasmonische heiße Elektronen photoreduction(ii)" photoreduction. Die beiden SPR-Modi werden dann vor und nach der Resonanzbestrahlung analysiert.Der Längs-SPR-Rotverschiebungen von 807 auf 816 Nanometer. Bei einer Ausdehnung der Linienbreite von 7 Nanometern bleibt der querliegende SPR unverändert. XPS bestätigt das Vorhandensein von metallischem Palladium durch die Entstehung von Palladium-3D-Linien bei Bindungsenergien von 335 und 340 Elektronenvolt.TEM zeigt die Morphologien der Gold-Nanostäbe gemischt mit DihydrogenTetrochloropallidate im Dunkeln und nach Resonantenbestrahlung. Die Resonanzbeleuchtung ergibt scharfkantige Nanostäbe mit aufgerauten radialen Schnittstellen. Solche Eigenschaften werden im Dunkeln nicht beobachtet.Die Verteilung der Nanostablängen zeigt an, dass die mittlere Länge von 127 auf 129 Nanometer angewachsen ist. Dies ist auf das Vorhandensein von photodepositiertem Palladium an den Enden der Stäbe zurückzuführen, wie in einer EDS-Karte bestätigt. Es ist wichtig, dass die CTAB-Konzentration ein bis zehn Millimolar in der Gold-Nanostab-Lösung nicht überschreitet.Andernfalls wird der Vorläufertransport zur Goldoberfläche behindert. Dieses Verfahren kann leicht angepasst werden, um andere katalytische Metalle wie Platin oder Iridium auf plasmonisch aktive Samenstrukturen zu photoreduce, um eine breite Palette von Photokatalysatoren zu synthetisieren. Wir haben jetzt eine Architektur, in der Plasmonische Energie ohne Grenzflächenbarriere direkt an eine katalytische Oberfläche weitergegeben werden kann, die es uns ermöglicht, die plasmonische Photokatalyse effektiver zu untersuchen.Salzsäure ist eine korrosive, starke Säure und sollte in einer Dunstabzugshaube mit der richtigen persönlichen Schutzausrüstung wie Schutzbrille und Handschuhe behandelt werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

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Nutzung von Plasmonic und Photonic Crystal Nanostrukturen für verbesserte Mikro-und Nanopartikel-Manipulation

Solution-suspendierbare Gold-Nanoröhrchen mit kontrollierter Dimensionen können durch elektrochemische Abscheidung in porösen anodischen Aluminiumoxid (AAO) Membranen mit einem hydrophoben Polymer-Kern synthetisiert werden. Gold-Nanoröhren und Nanoröhrchen-Arrays versprechen für Anwendungen in plasmonischen Biosensorik, surface-enhanced Raman-Spektroskopie, photo-thermische Heizung, ionischen und molekularen Transport, Mikrofluidik, Katalyse und elektrochemische Sensorik.

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Dieses Protokoll beschreibt die Instrumentierung für die Bestimmung der Anregung und Kopplung zwischen lichtemittern und Bloch-ähnlichen Oberflächen Plasmon-Polaritonen periodische Arrays aus.

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Photodeposition von Pd auf kolloidale Au Nanostäbe durch Surface Plasmon Erregung

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