Name: Zichtbaar licht Induced Vermindering van Grafeen Oxide behulp Plasmonische Nanodeeltje (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-22T16:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 24 s
Description: Leer een eenvoudige methode voor de reductie van grafeenoxide met zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes bij kamertemperatuur. Deze chemievrije aanpak biedt een energie-efficiënt alternatief voor conventionele methoden.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door de National Research Foundation Korea (2013R1A1A1061387) en KU-KIST onderzoeksfonds.

1. Bereiding van voorloper <ol><li> Bereiding van grafeen oxide (GO): <ol><li> GO voorbereiding met behulp van gewijzigde methode 14 Hummer <ol><li> Voeg 3,0 g grafietlamellen aan een mengsel van geconcentreerd H 2 SO 4 / H 3 PO 4 (360: 40 ml) bij kamertemperatuur. (Let op: Speciale aandacht moet worden genomen tijdens het gebruik van sterke zuren H 2 SO 4 en H 3 PO 4.) </li><li> Voeg KMnO 4 (18,0 g) langzaam onder roeren en koelen in een ijsbad om de temperatuur van het reactiemengsel op &lt;35 ° C houden. (De kleverige oplossing met verhoogde reactietijd worden, moeten de juiste methode om efficiënt roeren te handhaven.) (Let op: Speciale zorg moet worden genomen tijdens het toevoegen KMnO4 gevolg van exotherme reactie.) </li><li> Roer gedurende 12 uur bij 50 ° C en daarna afkoelen tot kamertemperatuur en gieten reactiemengsel op ijs (400 ml) met 30% H 2 O 2 (3 ml). </li><li> Filter de reaction mengsel met behulp van een metalen US Standard testen zeef (300 micrometer) om niet-gereageerd grafiet en centrifuge het filtraat (4722 xg snelheid gedurende 2 uur) verwijderen om de supernatant te verwijderen. </li><li> Herhaal de centrifugatiestap met 200 ml water, 200 ml 30% HCl, 200 ml ethanol en gedestilleerd water totdat de pH van de oplossing in het bereik 5,0-6,0. </li><li> Lyofiliseren de laatste oplossingen voor een pluizige GO poeder. </li><li> Om nanosized GO oplossing te maken, oplossen 20 mg GO poeder in 40 ml drievoudig gedestilleerd water (&gt; 18 MQ), en vervolgens exfoliëren bij langdurige sonicatie (35% amplitude, 500 W, 2 uur), totdat de grootteverdeling worden onder 150 nm, centrifuge vervolgens twee keer (10.625 xg snelheid, 15 min) aan neerslag (-un geëxpandeerd grote GO sheets) te verwijderen. </li></ol></li></ol></li><li> Voorbereiding van de plasmonische nanodeeltjes <ol><li> Bereiding van AuNPs <ol><li> -Citraat gestabiliseerd gouden nanodeeltjes bolvorm (AuNPs, OD = 1,0) van 30 nm deeltjesgrootte werd gebruikt voor r-GO verminderen. </li></ol></li><li> Bereiding van AuNRs 15 <ol><li> Bereid de zaden door toevoeging van een vers bereide 0,6 ml ijskoude oplossing van NaBH4-oplossing (0,01 M) in een waterige gemengde oplossing samenstellen van 0,25 ml HAuCl 4 (0,01 M) en 9,75 ml cetyltrimethylammoniumbromide (CTAB, 0,1 M ). </li><li> Roer het verkregen mengsel krachtig gedurende 0,5 minuten en vervolgens houden op 28 ° C gedurende 3 uur. </li><li> Bereid de groei oplossing door het mengen van 475 ml CTAB (0,1 M), 3 ml van AgNO 3 (0,01 M) en 20 ml HAuCl 4 (0,01 M). </li><li> Voeg vers bereide 3,2 ml ascorbinezuur (0,01 M) aan het mengsel, gevolgd door de toevoeging van 0,8 ml van een waterige HCl (1,0 M) oplossing. </li><li> In de laatste stap voeg 3,2 ml zaadoplossing om de groei oplossing bij 28 ° C en onderwerpt het reactiemengsel snelle inversie gedurende enkele seconden. Tot slot, keep het verkregen mengsel ongestoord gedurende tenminste 6 uur. </li><li> Analyseer de bereide AuNRs met UV-zichtbaar spectroscopie voor absorptiemaxima (λ max) en TEM analyse (meestal de λ max en aspectratio bleek 730 nm en 3,5, respectievelijk). </li></ol></li><li> Bereiding van AuNSs 16 <ol><li> Bereid waterige voorraadoplossing van 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethaansulfonzuur (HEPES) met een concentratie van 100 mM en de pH tot 7,4 bij 25 ° C aan door toevoegen van 1,0 M NaOH-oplossing. </li><li> Meng 20 ml fosfaatbuffer (100 mM) met 30 ml 2- [4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazinyl] ethaansulfonzuur (100 mM). </li><li> Voeg vervolgens 500 pl van goud (III) chloride-trihydraat (20 mM) aan het bovenstaande mengsel en laten 28,5 ° C gedurende 30 min in een waterbad. Oplossing kleur verandert van lichtgeel tot groenachtig blauw na 30 minuten kon worden waargenomen. </li><li> Centrifugeer de oplossing bij 8928 xg gedurende 30 min toerental en dispersede precipitaten in gedestilleerd water. </li><li> Tenslotte analyseren de voorbereide AuNSs met UV-zichtbaar spectroscopie voor absorptiemaxima (λ max) en TEM analyse van deeltjesgrootte bevestiging die is gevonden aan 740 nm en 30 nm, respectievelijk. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Voorbereiding van de r-GO gebruik van zichtbaar licht en AuNPs <ol><li> Voeg 1 ml plasmon nanodeeltjes (Abs 1,0 bij 520 nm voor AuNPs, Abs 1,0 bij 750 nm voor AuNRs en Abs 1,0 bij 730 nm voor AuNSs respectievelijk) en 100 gl van ammoniumhydroxide (28%, w / v%) aan 10 ml GO-oplossing (1,0 OD bij 230 nm, 0,125 mg ml-1) in een Pyrex glazen reactor voorzien van een mantel met watercirculatie. </li><li> Bestralen van het mengsel met Xe lamp (vermogensdichtheid van 1,56 W cm -2) gedurende 30 min met water circulatie door watercirculatie mantel om de temperatuur te handhaven op 25 ° C en centrifugeer de oplossing bij 10.625 xg gedurende 15 min toerental teverwijder gouden nanodeeltjes. </li><li> Neem het supernatant dat het bereide r-GO te analyseren UV-Visible spectrofotometer (r-GO moet het onderscheidend absorptieband bij 270 nm vertonen) in het bereik van 200-900 nm. </li></ol> 3. Target DNA Detection met R-GO Solution 17 <ol><li> Voor fluorescentiedoving, voeg 20 ul van 10 -6 M Cy3-gemodificeerde ssDNA (5&#39;-ATC CTT ATC AAT ATT TAA CAA TAA TCC CTC-Cy3-3 &#39;) in de GO of r-GO oplossing die 25 ul van GO (0,125 mg ml -1) of r-GO (0,125 mg ml -1) in 1955 pi 0,3 M PBS-oplossing (10 mM fosfaatbuffer, 0,3 M NaCl) en incubeer 10 minuten bij kamertemperatuur. </li><li> Meet de fluorescentie-intensiteit van deze monsters met Spectrofluorometer (λ = 529 nm ex). </li><li> Voor Target Detection, voeg 200 ul van target oligonucleotide oplossing (5&#39;-GAG GGA TTA TTG TTA AAT ATT GAT AAG GAT- 3 &#39;) in drie verschillende concentraties (10 -6 &lt;/ sup&gt; M, 10 -7 M, 10 -8 M) in de GO of r-GO oplossing die 20 ul van 10 -6 M ssDNA-Cy3, 25 ul van GO of r-GO (0,125 mg ml -1) en 1755 pl 0,3 M PBS gedurende fluorescentieherstel experiment. 17 Opmerkingen: Light Sources &amp; Reactor Zichtbaar licht (400-780 nm) bron. Zichtbaar licht bestralen door middel van Pyrex glazen reactor (venster diameter = 1,1 cm) met GO oplossing met Xe lamp (1,56 W / cm 2 power). De foton energie toegevoerd aan de reactor wordt berekend op 4,8 x 10 21 fotonen per minuut (Figuur 2A-2C). Nabij-infrarood (NIR) laser. NIR laser (venster diameter = 13,2 cm) met een vermogensdichtheid van 0,36 W / cm 2, en operationele golflengte van 808 nm werd gebruikt als de bron van nabij-infrarood licht voor GO reductiereacties (Figuur 2E). Het foton energie wordt berekend op 2,43 x 10 21 fotonen per minuut. Reactor: Pyrex glazen reactor (venster diameter = 1,1 cm; reactie volume = 10 ml), uitgerust met een water circuleert jasje wordt gebruikt voor zowel zichtbaar licht en NIR licht bestraald GO reductie reacties (figuur 2F). </li></ol>

<ol><li>Novoselov, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+Field+Effect+in+Atomically+Thin+Carbon+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films.</a> Science. 306 (5696), 666-669 (2004).</li>
<li>Obraztsov, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Vapour+Deposition+Making+Graphene+on+a+Large+Scale%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Chemical Vapour Deposition Making Graphene on a Large Scale.</a> Nat Nanotechnol. 4 (4), 212-213 (2009).</li>
<li>Choi, W., Lahiri, I., Seelaboyina, R., Kang, Y. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+Graphene+and+Its+Applications+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Crit+Rev+Solid+State+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Synthesis of Graphene and Its Applications A Review.</a> Crit Rev Solid State Mater Sci. 35 (1), 52-71 (2010).</li>
<li>Zhou, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructuring+of+Graphene+Oxide+Nanosheets+Using+Direct+Laser+Writing%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Microstructuring of Graphene Oxide Nanosheets Using Direct Laser Writing.</a> Adv Mater. 22 (1), 67-71 (2010).</li>
<li>Stankovich, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+Based+Composite+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Graphene Based Composite Materials.</a> Nature. 442 (7100), 282-286 (2006).</li>
<li>Becerril, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+Solution-Processed+Reduced+Graphene+Oxide+Films+as+Transparent+Conductors%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Evaluation of Solution-Processed Reduced Graphene Oxide Films as Transparent Conductors.</a> ACS Nano. 2 (3), 463-470 (2008).</li>
<li>Wang, X., Zhi, L., Müllen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+Conductive+Graphene+Electrodes+for+Dye+Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Transparent Conductive Graphene Electrodes for Dye Sensitized Solar Cells.</a> Nano Lett. 8 (1), 323-327 (2007).</li>
<li>Sungjin, P., Ruoff, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Methods+for+the+Production+of+Graphenes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Chemical Methods for the Production of Graphenes.</a> Nat Nanotechnol. 4 (4), 217-224 (2009).</li>
<li>Akhavan, O., Ghaderi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocatalytic+Reduction+of+Graphene+Oxide+Nanosheets+on+TiO2+Thin+Film+for+Photoinactivation+of+Bacteria+in+Solar+Light+Irradiation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+C%22%5BJournal%5D)">Photocatalytic Reduction of Graphene Oxide Nanosheets on TiO2 Thin Film for Photoinactivation of Bacteria in Solar Light Irradiation.</a> J Phys Chem C. 113 (47), 20214-20220 (2009).</li>
<li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulsed+Laser+Assisted+Reduction+of+Graphene+Oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Pulsed Laser Assisted Reduction of Graphene Oxide.</a> Carbon. 49 (7), 2431-2436 (2011).</li>
<li>Cote, L. J., Cruz-Silva, R., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flash+Reduction+and+Patterning+of+Graphite+Oxide+and+Its+Polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Composite.+J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Flash Reduction and Patterning of Graphite Oxide and Its Polymer.</a> Composite. J. Am. Chem. Soc. 131 (31), 11027-11032 (2009).</li>
<li>Wu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+plasmon+resonance-induced+visible+light+photocatalytic+reduction+of+graphene+oxide%3A+Using+Ag+nanoparticles+as+a+plasmonic+photocatalyst%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Surface plasmon resonance-induced visible light photocatalytic reduction of graphene oxide: Using Ag nanoparticles as a plasmonic photocatalyst.</a> Nanoscale. 3 (5), 2142-2144 (2011).</li>
<li>Kumar, D., Kaur, S., Lim, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-assisted+and+visible-light+induced+graphene+oxide+reduction+and+efficient+fluorescence+quenching%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Plasmon-assisted and visible-light induced graphene oxide reduction and efficient fluorescence quenching.</a> Chem. Commun. 50 (88), 13481-13484 (2014).</li>
<li>Gilje, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothermal+Deoxygenation+of+Graphene+Oxide+for+Patterning+and+Distributed+Ignition+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Photothermal Deoxygenation of Graphene Oxide for Patterning and Distributed Ignition Applications.</a> Adv. Mater. 22 (3), 419-423 (2010).</li>
<li>Cote, L. J., Kim, F., Huang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Langmuir%E2%88%92Blodgett+Assembly+of+Graphite+Oxide+Single+Layers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Langmuir−Blodgett Assembly of Graphite Oxide Single Layers.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (3), 1043-1049 (2008).</li>
<li>Ming, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Evidence+of+Plasmophores%3A+Plasmon-Directed+Polarized+Emission+from+Gold+Nanorod%E2%80%93Fluorophore+Hybrid+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Experimental Evidence of Plasmophores: Plasmon-Directed Polarized Emission from Gold Nanorod–Fluorophore Hybrid Nanostructures.</a> Nano Lett. 11 (6), 2296-2303 (2011).</li>
<li>Xie, J., Lee, J. Y., Seedless Wang, D. I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surfactantless%2C+High-Yield+Synthesis+of+Branched+Gold+Nanocrystals+in+HEPES+Buffer+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Surfactantless, High-Yield Synthesis of Branched Gold Nanocrystals in HEPES Buffer Solution.</a> Chem. Mater. 19 (11), 2823-2830 (2007).</li>
<li>Ferrari, A. C., Robertson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant+Raman+spectroscopy+of+disordered%2C+amorphous%2C+and+diamond+like+carbon%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Resonant Raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamond like carbon.</a> Phys. Rev. B. 64 (7), 075414-1-075414-13 (2000).</li>
<li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((One%E2%80%93pot+green+hydrothermal+synthesis+of+CuO%E2%80%93Cu2O%E2%80%93Cu+nanorod%E2%80%93decorated+reduced+graphene+oxide+composites+and+their+application+in+photocurrent+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Catal.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">One–pot green hydrothermal synthesis of CuO–Cu2O–Cu nanorod–decorated reduced graphene oxide composites and their application in photocurrent generation.</a> Catal. Sci. Technol. 2 (11), 2227-2230 (2012).</li>
<li>Liu, S., Tian, J., Wang, L., Sun, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+the+production+of+reduced+graphene+oxide+using+benzylamine+as+a+reducing+and+stabilizing+agent+and+its+subsequent+decoration+with+Ag+nanoparticles+for+enzymeless+hydrogen+peroxide+detection%5BTitle%5D)+AND+%22CARBON%22%5BJournal%5D)">A method for the production of reduced graphene oxide using benzylamine as a reducing and stabilizing agent and its subsequent decoration with Ag nanoparticles for enzymeless hydrogen peroxide detection.</a> CARBON. 49 (10), 3158-3164 (2011).</li>
<li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmentally+Friendly%2C+One%E2%80%93Pot+Synthesis+of+Ag+Nanoparticle+Decorated+Reduced+Graphene+Oxide+Composites+and+Their+Application+to+Photocurrent+Generation%5BTitle%5D)+AND+%22Inorg.+Chem%22%5BJournal%5D)">Environmentally Friendly, One–Pot Synthesis of Ag Nanoparticle Decorated Reduced Graphene Oxide Composites and Their Application to Photocurrent Generation.</a> Inorg. Chem. 51 (8), 4742-4746 (2012).</li>
<li>Tian, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three%E2%80%93Dimensional+Porous+Supramolecular+Architecture+from+Ultrathin+gC3N4+Nanosheets+and+Reduced+Graphene+Oxide%3A+Solution+Self-Assembly+Construction+and+Application+as+a+Highly+Efficient+Metal%E2%80%93Free+Electrocatalyst+for+Oxygen+Reduction+Reaction%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Three–Dimensional Porous Supramolecular Architecture from Ultrathin gC3N4 Nanosheets and Reduced Graphene Oxide: Solution Self-Assembly Construction and Application as a Highly Efficient Metal–Free Electrocatalyst for Oxygen Reduction Reaction.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (2), 1011-1017 (2014).</li>
<li>Liu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+Aqueous+Dispersion+of+Graphene+Nanosheets%3A+Noncovalent+Functionalization+by+a+Polymeric+Reducing+Agent+and+Their+Subsequent+Decoration+with+Ag+Nanoparticles+for+Enzymeless+Hydrogen+Peroxide+Detection%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Stable Aqueous Dispersion of Graphene Nanosheets: Noncovalent Functionalization by a Polymeric Reducing Agent and Their Subsequent Decoration with Ag Nanoparticles for Enzymeless Hydrogen Peroxide Detection.</a> Macromolecules. 43 (23), 10078-10083 (2010).</li>
<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocatalytic+synthesis+of+highly+dispersed+Pd+nanoparticles+on+reduced+graphene+oxide+and+their+application+in+methanol+electro%E2%80%93oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Catal.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Photocatalytic synthesis of highly dispersed Pd nanoparticles on reduced graphene oxide and their application in methanol electro–oxidation.</a> Catal. Sci. Technol. 2 (6), 1153-1156 (2012).</li>
</ol>

We hebben niets te onthullen.

Zichtbaar licht bestraling op GO oplossing gedurende 30 min met gouden nanodeeltjes (AuNPs, AuNSs &amp; AuNRs) toonde de snelle kleurverandering van lichtgeel-bruine tot zwarte kleur (figuur 1). Om zeer zuiver r-GO product in hoge opbrengst te verkrijgen, zijn er twee belangrijke factoren moet volgen. Een daarvan is het gebruik van AuNPs als efficiënte plasmonische katalysator, aangezien AuNPs sterk absorberen het zichtbare licht onder andere structuren (bijv AuNRs, AuNSs). Een andere is het ge...

<html> De eerste ontwikkelde scotch-tape gebaseerde methode 1 en chemische dampafzetting 2 waren uitstekend methoden om de oorspronkelijke toestand van een grafeen te produceren, maar de grootschalige grafeen synthese of grafeen laagvorming op het oppervlak met zeer ruime werden beschouwd als een belangrijke beperking previous werkwijzen. 3 Een mogelijke oplossing voor grootschalige r-GO synthese zal nat-chemische synthesemethode die vereist eerst de reacties met sterke oxidatiemiddelen, uitgebreide fysische behandeling, zoals sonicatie produceren GO vel en tenslotte de reductie van zuurstof functionaliteiten zodanig zijn zoals hydroxy, epoxide en carbonylgroepen in GO is essentieel om de oorspronkelijke fysische eigenschappen te herstellen. 4 Meestal werd de reductie van GO uitgevoerd met hetzij chemische methode met hydrazine of derivaten 5 of thermische behandelingsmethode (550-1,100 ° C) in een inerte of reducerende atmosfeer. 6 jove_content &quot;&gt; Deze processen vereisen de giftige chemische stoffen, lange reactietijd en de hoge temperatuur die de totale energievraag voor r-GO synthese verhoogd. 7 Terwijl de foto-bestralen reductie processen zoals UV-straling, 8 foto-thermisch proces met behulp van een gepulste xenon flash, 9 gepulste laser geassisteerde 10 en fotothermische verwarming camera flitslichten 11 zijn ook gemeld voor de bereiding van r-GO. Over het algemeen de lage conversie-efficiëntie van de foto-geïnduceerde methoden gepropageerd het gebruik van UV of gepulseerde laserstraling die hoge foton energie kan leveren. De lage foton energie van zichtbaar licht beperkt het gebruik en niet aangetrokken veel voor r-GO synthese. Uitstekende lichtabsorptie-eigenschappen van plasmon nanodeeltjes in het zichtbare en / of NIR gebieden kan sterk verbeteren van de huidige nadelen het gebruik van zichtbaar licht voor r-GO synthese. 12,13 milde reactieomstandigheden, korte reactietijd en beperkt gebruik van giftige chemicals kon het zichtbare licht geïnduceerde plasmon bijgestaan ​​fotokatalytische reductie van GO als een bruikbare alternatieve methode te maken. In de huidige werkwijze beschrijven we de efficiënte en eenvoudige r-GO synthesemethode gebruikt plasmon nanodeeltjes en zichtbaar licht. De reactievoortgang werd gevonden sterk afhankelijk van de structuren van plasmonische nanodeeltjes zoals bolvormige goud nanodeeltjes (AuNPs), goud nanorods (AuNRs) en goud nanostars (AuNSs). Het gebruik van AuNPs bleek de meest efficiënte reductie van GO en nanodeeltjes zijn gemakkelijk te verwijderen en te recyclen voor herhaald gebruik (figuur 1). De r-GO gesynthetiseerd via zichtbaar licht en AuNPs toonde nagenoeg gelijke kwaliteit vergeleken met de r-GO bereid door bekende chemische methode (hydrazine) zoals aangetoond door toepassing van verschillende analytische metingen en de fluorescentiedoving / recovery gebaseerde DNA detectiemethode.

<table><tbody><tr><td>Cy3 modifeid ssDNA</td><td>IDT(Iowa, USA)</td><td></td><td>HPLC gezuiverd door IDT</td></tr><tr><td>Gold nanoparticles (30&#160;nm)</td><td>Ted Pella, Inc(Redding, CA, USA).</td><td>15706-20</td><td>colloïdale oplossing</td></tr><tr><td>4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethane sulfonic acid (HEPES) (99,5%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7365-45-9</td><td></td></tr><tr><td>Gold(III) Chloride Hydrate (99,999%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>&nbsp;27988-77-8</td><td>sterk hygroscopisch</td></tr><tr><td>Sodium Borohydride (99,99%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>16940-66-2</td><td></td></tr><tr><td>Hexadecyltrimethylammonium bromide (&ge;99%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>57-09-0</td><td></td></tr><tr><td>L-Ascorbic Acid(&ge;99,0%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>50-81-7</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Chloride (99,5%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>Silver Nitrate&nbsp; (&ge;99,0%)</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7761-88-8</td><td></td></tr><tr><td>Grafiet</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7782-42-5</td><td></td></tr><tr><td>Zwavelzuur</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7664-93-9</td><td></td></tr><tr><td>Fosforzuur</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7664-38-2</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumpermanganaat</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>7722-64-7</td><td></td></tr><tr><td>Waterstofperoxide</td><td>JUNSEI</td><td>23150-0350</td><td></td></tr><tr><td>Ammoniumhydroxide</td><td>Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)</td><td>1336-21-6</td><td></td></tr><tr><td>Xe-lamp</td><td>&nbsp;Cermax, Waltham, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NIR Laser</td><td>Class-IV, Sanctity Laser, Shanghai, China&nbsp;</td><td></td><td>6W (uitgangsvermogen)</td></tr><tr><td>UV-Vis spectrofotometer&nbsp;</td><td>S-3100, SINCO, Zuid-Korea</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Transmissie Elektronen Microscopie</td><td>H-7650, Hitachi, Japan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spectro Fluorometer</td><td>Jasco FP-6500, Tokyo, Japan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>X-ray Foto-elektron Spectrometer</td><td>AXIS&ndash;NOVA, KRATOS Inc., UK</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

zichtbaar licht induced vermindering van grafeen oxide behulp plasmonische nanodeeltje

Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle

Huidige werk toont de eenvoudige, chemische gratis, snelle en energiezuinige methode om verminderd grafeen oxide (r-GO) oplossing te produceren bij KT met zichtbaar licht bestraling met plasmonische nanodeeltjes. De plasmonische nanodeeltjes wordt gebruikt om de vermindering van de doeltreffendheid van GO verbeteren. Klaar 30 minuten bij kamertemperatuur door het verlichten van de oplossingen Xe-lamp, kan de R-GO oplossingen worden verkregen door het volledig verwijderen van gouden nanodeeltjes door eenvoudige centrifugeringsstap. De bolvormige gouden nanodeeltjes (AuNPs) in vergelijking met de andere nanostructuren het meest geschikt plasmonische nanostructuur van r-GA preparaat. De verminderde grafeen oxide bereid met zichtbaar licht en AuNPs was even kwalitatief als chemisch verminderd grafeen oxide, die werd gesteund door verschillende analytische technieken zoals UV-Vis spectroscopie, Raman spectroscopie, poeder XRD en XPS. De verminderde grafeen oxide bereid met zichtbaar licht toont uitstekende blussen eigenschappen over de fluorescent moleculen gewijzigd op ssDNA en een uitstekende fluorescentie herstel voor doel DNA detectie. De r-GO bereid door gerecycled AuNPs gevonden van dezelfde kwaliteit met die van chemisch verminderde r-GO te zijn. Het gebruik van zichtbaar licht met plasmonische nanodeeltjes demonstreert de goede alternatieve methode voor r-GO synthese.

Figuur 1 toont het algemene schema voor zichtbaar licht en plasmon nanodeeltjes gebaseerde r-GO reductiereactie. Figuur 2 toont de instrumentele opstelling voor de reacties. Na de reactie is het nodig de centrifugatiestap de gebruikte photocatalyst (AuNSs, AuNRs of AuNPs) zoals getoond in figuur 3A verwijderen. De HRTEM analyse toont de volledige verwijdering van nanodeeltjes in het supernatant (r-GO) (figuur 3B), die ook worden nagegaan met UV-zichtbaa...

Een eenvoudig protocol voor het bereiden van verminderde grafeen oxide met zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes wordt beschreven.

Zichtbaar licht Induced Vermindering van Grafeen Oxide behulp Plasmonische Nanodeeltje

Present work demonstrates the simple, chemical free, fast, and energy efficient method to produce reduced graphene oxide (r-GO) solution at RT using ...

Het algemene doel van deze synthetische methode om gereduceerd grafeenoxide te produceren met behulp van zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes bij kamertemperatuur, is het bieden van een eenvoudige, chemisch vrije en energie-efficiënte methode voor de bereiding van gereduceerd grafeenoxide. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het veld van de fotoreductie van grafeenoxide ondersteund door plasmonische nanodeeltjes, zoals de sterke afhankelijkheid van het reactieverloop van de structuur van de plasmonische nanodeeltjes, waaronder sferische goudnanodeeltjes, goudnanostaven en goudnanosterren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is het gebruik van zichtbaar licht met plasmonische nanodeeltjes voor de bereiding van gereduceerd grafeenoxide, terwijl het uitstekende quenching-eigenschappen vertoont ten opzichte van fluorescentiemoleculen gemodificeerd op S-S-D-N-A en een uitstekend fluorescentieherstel laat zien.We lyophiliseren de grafeenoxide-oplossing om een pluizig grafeenoxidepoeder te produceren. Om de nanogrootte grafeenoxide-oplossing te maken, lossen we 20 milligram grafeenoxidepoeder op in 40 milliliter drievoudig gedestilleerd water, waarna we exfoliëren door middel van langdurige sonicatie totdat de gehele grootteverdeling onder de 150 nanometer komt. Vervolgens centrifugeren we de oplossing twee keer om de niet-geexfolieerde neerslagen van grote grafeenoxide-vellen te verwijderen om goud-nanostaven te prepareren. Formuleer eerst de seed-oplossing door een vers bereide 0,6 milliliter ijskoude oplossing van natriumborhydride toe te voegen aan een waterig mengsel van 0,25 milliliter chloorgoudzuur en 9,75 milliliter CTAB.Roer het resulterende mengsel krachtig gedurende 30 seconden en houd het drie uur lang op 28 °C. Bereid de groeioplossing door 475 milliliter C ttab, drie milliliter zilvernitraat en 20 milliliter chloorzuur te mengen. Voeg vervolgens 3,2 milliliter vers bereide ascorbinezuur toe aan het mengsel, gevolgd door de toevoeging van 0,8 milliliter van een waterige zoutzuuroplossing.Voeg in de laatste stap 3,2 milliliters zaadoplossing toe aan de groeioplossing bij 28 degrees Celsius en onderwerp het reactiemengsel aan snel omkeren. Laat het resulterende mengsel na het omkeren gedurende enkele seconden ongestoord staan voor ten minste zes uur. Analyseer de geprepareerde goud-nanostaven met ultraviolet-zichtbare spectroscopie voor absorptiemaxima bij 730 nanometers en met transmissie-elektronenmicroscopie-analyse voor bevestiging van een aspectratio van 3,5.Om goudnanosterren te bereiden, mengt u 20 milliliters fosfaatbuffer met 30 milliliters HEPES-buffer. Voeg vervolgens 500 microliters van 20 millimolar waterstoffluorochloorzuur toe aan het mengsel en bewaar dit gedurende 30 minuten bij 28.5 degrees Celsius in een waterbad; na 30 minuten kan een kleurverandering van lichtgeel naar groenblauw worden waargenomen. Centrifugeer de oplossing vervolgens bij 8, 928 ×g gedurende 30 minuten en dispergeer de neerslagen in gedestilleerd water.Analyseer tot slot de geprepareerde goud-nanosterren met ultraviolet-zichtbare spectroscopie voor absorptiemaxima bij 740 nanometers en met transmissie-elektronenmicroscopie-analyse voor de partikelgrootte, ter bevestiging van 30 nanometers voor het prepareren van gereduceerd grafeenoxide. Voeg eerst één milliliter plasmonische nanodeeltjes en 100 microliters ammoniumhydroxide toe aan 10 milliliters grafeenoxide-oplossing. Plaats dit in een Pyrex-glasreactor die is uitgerust met een watercirculatiemantel en bestraal het mengsel gedurende 30 minuten met een xenonlamp, waarbij water door de watercirculatiemantel stroomt om de temperatuur op 25 degrees Celsius te houden.Centrifugeer de oplossing vervolgens bij 10.625 ×g gedurende 15 minuten. Om de goudnanodeeltjes te verwijderen, wordt het supernatant dat het geprepareerde gereduceerde grafeenoxide bevat, genomen voor analyse met een ultraviolet-zichtbare spectrofotometer in het bereik van 200 tot 900 nanometer. De structurele veranderingen in het gereduceerde grafeenoxide werden geanalyseerd met röntgendiffractie. Het verdwijnen van de grafeenoxidepiek bij 10,2 gaf duidelijk de vorming van gereduceerd grafeenoxide aan.De intensiteitsverhoudingen van de D-piek ten opzichte van de G-piek werden gemeten via Raman-analyse voor zowel grafeenoxide als gereduceerd grafeenoxide, geproduceerd via een chemische methode of een door licht geïnduceerde methode, met of zonder nanodeeltjes. Om de structurele veranderingen in het gereduceerde grafeenoxide kwalitatief aan te tonen, worden hier de samengevatte fluorescentie-emissiespectra van SI three gemodificeerd DNA weergegeven na incubatie met oplossingen van grafeenoxide of gereduceerd grafeenoxide. De afgenomen intensiteit duidt op de quenching-efficiëntie van grafeenoxide en gereduceerd grafeenoxide.Het gereduceerde grafeen dat is geprepareerd met goudnanodeeltjes en zichtbaar licht vertoonde de meest efficiënte quenching-efficiëntie. De resultaten geven aan dat gereduceerd grafeenoxide, geprepareerd met behulp van zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes, vergelijkbare fysische eigenschappen heeft als chemisch gereduceerd grafeenoxide. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u het peroxide via een eenvoudige methode met behulp van plasmonische nanodeeltjes en zichtbaar licht kunt prepareren.Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in 30 minuten worden voltooid mits de procedure correct wordt uitgevoerd. Het is belangrijk om de IDE-synthesestap via de menselijke methode en de REOC LI-stap met behulp van zichtbaar licht en de nanodeeltjes na de ontwikkeling te onthouden. Deze techniek heeft de weg vrijgemaakt voor onderzoekers op het gebied van grafeenoxide-reductie om het effect van plasmonische nanodeeltjes in zichtbaar licht te onderzoeken.Vergeet niet dat het werken met geconcentreerd zwavelzuur en fosforzuur uiterst gevaarlijk kan zijn en dat er altijd voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het uitvoeren van deze procedure, zoals het gebruik van een zuurkast en het dragen van handschoenen en een masker.

visible-light-induced-reduction-graphene-oxide-using-plasmonic

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Plasmonische pincet en fotonische kristal nanostructuren worden getoond om nuttige verbeteringen te produceren in de efficiëntie en de oriëntatie controle van optisch trapping micro-en nano-deeltjes.

Gebruik van plasmonische en fotonisch kristal nanostructuren voor Enhanced micro-en nanodeeltjes Manipulatie

Oplossing-opgehangen goud nanobuizen met gecontroleerde afmetingen kunnen worden gesynthetiseerd door elektrochemische depositie in poreuze anodische aluminiumoxide (AAO) membranen met een hydrofoob polymeer kern. Goud nanobuisjes en nanobuis arrays veelbelovend voor toepassingen in plasmonische biosensing, oppervlakte-enhanced Raman spectroscopie, foto-thermische verwarming, ionische en moleculaire transport, microfluidics, katalyse en elektrochemische detectie.

Sjabloon gerichte synthese van Plasmonische Gold nanobuizen met afstelbare IR absorptie

Zilveren nanodraden kunnen tegelijkertijd elektronen en optische informatie vervoeren in de vorm van oppervlakteplasmonen. Hier wordt een procedure beschreven om een dergelijke gedeelde circuit te realiseren en de beperkingen bij het propageren van beide informatiedragers worden geëvalueerd.

Plasmonische transport evalueren in stroomvoerende zilveren nanodraden

Een eenvoudige, robuuste en schaalbare techniek om functionaliseren en zelf te monteren macroscopische nanodeeltjes-ligand monolaag films op-template gratis substraten wordt beschreven in dit protocol.

Een techniek om functionaliseren en zelf-assembleren Macroscopisch Nanoparticle-ligand Monolayer Films op-Sjabloonloze Substrates

Verzadigbare en omgekeerde verzadigingsverstrooiing werden ontdekt in geïsoleerde plasmonische deeltjes en toegepast als een nieuwe niet-blekende contrastmethode in superresolutiemicroscopie. Hier worden de experimentele procedures voor het detecteren en extraheren van niet-lineaire verstrooiing in detail uitgelegd, evenals hoe de resolutie kan worden verbeterd met behulp van verzadigd excimitatiemicroscopie.

Meting van Verstrooiing lineariteiten van een Single Plasmonische Nanodeeltje

We beschrijven de synthese en eigenschappen van multifunctionele Fe2O3-Au nanodeeltjes geproduceerd door een natte chemische benadering en onderzoeken hun fotothermische eigenschappen door middel van laserbestraling. De samengestelde Fe2O3-Au nanodeeltjes behouden de eigenschappen van beide materialen, waardoor een multifunctionele structuur met uitstekende magnetische en plasmonische eigenschappen ontstaat.

Multifunctionele Hybrid Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; Gewerkt -de Au nanopartikels voor Efficient Plasmonische Verwarming

Hier presenteren we een protocol voor de in situ synthese van goud nanodeeltjes (AuNPs) binnen de tussenlaag ruimte van gelaagd titanaat films zonder de aggregatie van AuNPs. Geen spectrale verandering werd waargenomen, zelfs na 4 maanden. De gesynthetiseerde materiaal heeft toepassingen in de katalyse, foto-katalyse, en de ontwikkeling van kosteneffectieve plasmonische apparaten verwacht.

In Situ Synthese van Gold Nanodeeltjes zonder Aggregation in de tussenlaag ruimte van Layered Titanate Transparent Films

We tonen de fabricage van periodieke gouden nanocup arrays gebruikmakend van de colloïdale lithografische technieken en bespreken het belang van nanoplasmonic films.

Fabricage van periodieke gouden Nanocup Arrays gebruikmakend van de colloïdale lithografie

Een protocol voor anisotrope foto afzetting van PD op Aqua-Suspended au nano via gelokaliseerde oppervlak Plasmon excitatie wordt gepresenteerd.

Photoafzetting van PD op colloïdaal au nanodeeltjes door oppervlakte Plasmon excitatie

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de synthese van zilver-palladium (Ag-Pd) legering nanodeeltjes (NPs) ondersteund op ZrO2 (Ag-Pd/ZrO2). Dit systeem maakt het mogelijk om energie te oogsten uit zichtbare lichtbestraling om moleculaire transformaties te versnellen en te beheersen. Dit wordt geïllustreerd door nitrobenzeenreductie bij lichte bestraling gekatalyseerd door Ag-Pd/ZrO2 NPs.

Bereiding van zilver-palladium gelegeerde nanodeeltjes voor plasmonische katalyse onder zichtbare lichtverlichting

Hier wordt de synthese van gouden (Au) zaden beschreven met behulp van de Turkevich-methode. Deze zaden worden vervolgens gebruikt om nanodeeltjes van een goudtinlegering (Au-Sn) met afstembare plasmonische eigenschappen te synthetiseren.

Waterige synthese van plasmonische nanodeeltjes van goud-tinlegering

Leer een eenvoudige methode voor de reductie van grafeenoxide met zichtbaar licht en plasmonische nanodeeltjes bij kamertemperatuur. Deze chemievrije aanpak biedt een energie-efficiënt alternatief voor conventionele methoden.

Zichtbaar licht Induced Vermindering van Grafeen Oxide behulp Plasmonische Nanodeeltje

Meer video's verkennen