表面プラズモン励起によるコロイドAuナノロッドへのPdの光堆積

還元的なプラスモニック光化プロトコルは、周囲の処理条件で最適な界面特性を持つ標的位置に5ナノメートル以下の共有金属アセンブリを導く能力を増強します。この技術の主な利点は、レーザーなどの外部フィールドを使用して、エピタキシャル金属の成長の厚さと位置を制御できることです。金属白金と銀のプラズモニック光化をすでに実証しており、この方法は様々な触媒用途に対応できる他の多くの人にまで拡張できると確信しています。

この手順を実証することは、私とアメリカ陸軍研究所の化学者ジョナサン・ボルタースドルフです。この手順を開始するには、830マイクロリットルのストック濃縮塩酸を水で100ミリリットルに希釈し、0.1モル塩酸溶液を得た。水で4ミリリットルを20ミリリットルに希釈し、20ミリモル塩酸溶液を作ります。

この20ミリモル塩酸溶液のピペット10ミリリットルを適切なガラス製品に。次に、塩酸に0.0177グラムのパラジウム-2塩化物を加え、塩化パラジウム(ii)がすべて溶解するまで超音波処理で混ぜます。得られたテトロクロロパラジトの溶液は10ミリモルの濃度を有する必要があり、濃いオレンジ色を呈するべきである。

次いで、1~10ミリモルのセチルトリメチル臭化素子界面活性剤を用いた2.5ミリリットルの水懸濁金ナノロッド溶液を、磁気攪拌棒を有する1センチメートルのパス長マクロ体積キュベットに入る。キュヴェットを攪拌プレートに置きます。ピペット475マイクロリットルの脱ガスメタノールをキュベットに入れ、穏やかにかき混ぜながら攪拌する。

必要に応じてキュベットの底部を硬質な表面に軽く叩いて、気泡を定期的に取り除きながら、約15〜20分間攪拌を続けます。この後、ストックの5マイクロリットルのストック濃縮塩酸をキュベットにピペットし、15分間混ぜます。次に、1~5個のパラジウムとの原子比を求めて、10ミリモルの二水素テトロパラオアリデン酸25マイクロリットルを反応混合物に注入する。

かき混ぜながら、溶液を暗闇の中で1時間複雑にします。次に、反応混合物に、長い715ナノメートルの未分極化した過去のろ過タングステンハロゲンランプを24時間24時間24時間24時間24時間25ミリメートルの強度で照射する。翌日、パラジウム金ナノロッドの残留化学物質と試薬を9000倍のG.9000倍の遠心分離機で洗浄し、ピペットを使用して上清を除去し、ペレットを水中に再び懸濁させます。

バイアルをバスソニケーターに1〜2分間浸し、ナノロッドを分散させ、洗浄を完了します。この洗浄プロセス全体をもう一度繰り返します。本研究では、UVビス吸収スペクトルは、金ナノロッドで始まる反応混合物を含む各成分を添加した際の変化を解明するために時間的に記録される。

メタノールと塩酸の添加は希釈による吸光度の大きさを減少させる。ジヒドロゲンテトロクロロペリデン酸を添加すると、UVラグおよび金属電荷移動機能が出現する。暗闇の中で1時間平衡化した後、パラジウム(ii)分子は247および310ナノメートルで電荷移動バンドを示す。

金ナノロッド縦表面プラズモン共鳴での照射に際して、電荷移動バンドはそれぞれ230および277ナノメートルに素早く青色シフトする。熱電子による吸収パラジウム(ii)の光減少により、24時間で、電荷移動ピークの吸光度の大きさは1.7から約0.47に減少します。その後、2つのSPRモードを共振照射前後で解析します。

縦方向SPRは807から816ナノメートルに赤くシフトします。7ナノメートルの線幅拡張により、横SPRは変わりません。XPSは、335電子ボルトと340電子ボルトの結合エネルギーにおけるパラジウム-3Dラインの出現により、金属パラジウムの存在を確認します。

TEMは、暗い環境で、かつ共鳴照射後の二水素と共に混合した金ナノロッドの形態を明らかにする。共振照明は粗い放射状のインターフェイスが付く鋭い先端のナノロッドを生み出す。このような特性は、暗闇では観察されない。

ナノロッド長の分布は、平均長さが127ナノメートルから129ナノメートルに成長したことを示しています。これは、EDSマップで確認されたように、ロッドの端に光堆積パラジウムが存在するためです。CTAB濃度がストック金ナノロッド溶液中の1〜10ミリモルを超えないことが重要です。

さもなければ、金表面への前駆体輸送は阻害される。この手順は、白金やイリジウムなどの他の触媒金属をプラズモン的に活性な種子構造に光還元し、広範囲の光触媒を合成するように容易に適応することができる。現在、プラズモニックエネルギーを界面バリアなしで触媒表面に直接渡すことができるアーキテクチャを持ち、プラズモニック光触媒をより効果的に調査することができます。

塩酸は腐食性、強酸であり、ゴーグルや手袋などの適切な個人用保護具とヒュームフードで処理する必要があります。