באתרו הסינתזה של זהב חלקיקים ללא צבירה במרחב Interlayer של סרטים שקופים Titanate Layered

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה באתרו של חלקיקי זהב (AuNPs) בתוך מרחב interlayer של סרטי titanate שכבתיים ללא הצבירה של AuNPs. אין שינוי ספקטרלי נצפה גם לאחר 4 חודשים. החומר המסונתז יש לצפות יישומי קטליזה, צילום-קטליזה, לבין ההתפתחות של מכשירי plasmonic חסכוניים.

Abstract

שילובים של מוליכים למחצה של תחמוצת מתכת וננו-חלקיקי זהב (AuNPs) נחקרו כסוגים חדשים של חומרים. הסינתזה באתרה של AuNPs בתוך המרחב הבין-שכבתי של סרטי ננו-יריעות טיטניה שכבות מוליכות למחצה (TNS) נחקרה כאן. הוכנו שני סוגים של סרטי ביניים (כלומר, סרטי TNS המכילים מתיל ויולוג'ן (TNS/MV²⁺) ו-2-אמוניום-אתנתיול (TNS/2-AET⁺)). שני סרטי הביניים הושרו בתמיסה מימית של חומצה טטרכלורואורית (III) (HAuCl₄), לפיה כמויות ניכרות של מיני Au(III) שוכנו בחללים הבין-שכבתיים של סרטי TNS. שני סוגי הסרטים שהתקבלו הושרו לאחר מכן בתמיסת נתרן טטרה-הידרובוראט מימית (NaBH₄), ואז צבע הסרטים השתנה מיד מחסר צבע לסגול, מה שמרמז על היווצרות AuNPs בתוך שכבת הביניים של TNS. כאשר רק TNS/MV²⁺ שימש כסרט הביניים, צבע הסרט השתנה בהדרגה מסגול מתכתי לסגול מאובק תוך 30 דקות, מה שמרמז על צבירה של AuNPs. לעומת זאת, שינוי צבע זה דוכא על ידי שימוש בסרט הביניים TNS/2-AET⁺, וה-AuNPs התייצבו במשך למעלה מ-4 חודשים, כפי שמעידה רצועת ההכחדה האופיינית (ספיגה ופיזור) מה-AuNPs.

Introduction

חלקיקי מתכת אצילה שונים (MNPs) להפגין צבעים או גווני מאפיין בשל תהודת plasmon המשטח המקומית שלהם נכסים (LSPR); ובכך, ניתן להשתמש MNPs ביישומים אופטיים ו / או פוטו שונים ^1-4. לאחרונה, שילובים של מוליכים למחצה תחמוצת מתכת (MOS) photocatalysts, כגון תחמוצת טיטניום (Tio ₂₎ ו MNPs, נחקרו ביסודיות כמו סוגים חדשים של photocatalysts ^5-14. עם זאת, במקרים רבים, כמויות קטנות מאוד של MNPs להתקיים על פני שטח MOS, כי רוב חלקיקי MOS יש שטח פנים נמוך יחסית. מצד שני, מוליכים למחצה תחמוצת מתכת שכבתית (LMOSs) להפגין תכונות photocatalytic ויש להם שטח פנים גדול, בדרך כלל כמה מאות מטרים רבועים לכל גרם יחידה של LMOS <....

Protocol

זהירות: עליך לנקוט זהירות כאשר עובדים עם חומרים כימיים ופתרונות. פעל על פי נהלי הבטיחות המתאימים ללבוש כפפות, משקפים, וחלוק מעבדה בכל העת. שים לב כי ננו יכול להיות מפגעים נוספים לעומת עמיתו נפחם.

1. הכנת עוצרים

1. הכן את הפתרון מימית מתיל viologen ידי המסת 0.0012 גרם של dichloride 1,1'-דימתיל-4,4'-bipyridinium (מתיל viologen; MV ²⁺⁾ ב 20 מ"ל מים לתת 0.2 מ"מ MV ^{2 +.}
2. הכן את הזהב (III) בתמיסה מימית כלוריד ידי המסת 0.10....

Results

שני סוגים של סרטים מבשר שימשו במחקר זה (כלומר, עם ובלי מגיב מגן (2-AET ⁺⁾ בתוך interlayer של TNS). בהעדר 2-AET ^+, 1,1'-דימתיל-4,4'-bipyridinium dichloride (מתיל viologen; MV ²⁺⁾ שימש ההרחבה של המרחב interlayer, כי MV ^{2 +} המכילים LMOSs כבר לעתים קרובות משמש ביניים בשיטת חילופי אורח להכנת LMOSs ^{16,17,21,33-36.}

Discussion

כתב יד זה מספק פרוטוקול מפורט לסינתזה באתרו של חלקיקי זהב (AuNPs) בתוך מרחב interlayer של סרטי TNS. זהו הדו"ח הראשון של סינתזה באתרו של AuNPs במרחב interlayer של TNS. יתר על כן, מצאנו כי 2-AET ⁺ עובד כמו מגיב מגן יעיל AuNPs בתוך interlayer של TNS. שיטות אלה כלת AuNPs ו- TNS סרטים שקופים. TNS סרטים עם שקיפות אופטית טובה ²¹ היו מסונתזים באמצעות תהליכי sintering (סרטי s-TNS), כמוצג בסעיף בפרוטוקול. תהליכי sintering נדרשים שוב ושוב עבור ההס.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
מתיל ויולוג'ן דיכלוריד	Aldrich Chemical  Co., Inc.	1910-42-5
Tetrabutylammonium hydroxide	TCI	T1685
צזיום קרבונט	Kanto Chemical Co., Inc.	07184-33
אנטאז טיטניום דיקסואיד	אישיהארה סאנגיו בע"מ	ST-01
חומצה הידרוכלורית	Junsei כימית ושות', בע"מ	20010-0350
נתרן הידרוקסיד	Junsei כימיקלים ושות', בע"מ	195-13775
חומצה טטרכלורואורית (III) טריהידראט	קאנטו כימיקלים ושות', בע"מ	17044-60
נתרן טטרה-הידרובוראט	Junsei כימיקלים ושות', בע"מ	39245-1210
2-אמוניום-אתנתיול הידרוכלוריד	TCI	A0296
מים טהורים במיוחד (0.056 ומיקרו; S/cm)			מערכת טיהור מים Milli-Q (Direct-Q® < / sup> 3UV, Millipore)
שקופית מיקרוסקופ (עובי: 1.0 & # 8211; 1.2 מ"מ)	Matsunami זכוכית ושות', בע"מ