Name: Photoafzetting van PD op colloïdaal au nanodeeltjes door oppervlakte Plasmon excitatie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-15T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 58 s
Description: Ontdek een plasmonische fotodepositieprotocol voor gerichte afzetting van palladium op Au nanorods met lasercontrole. Deze methode optimaliseert grensvlakken voor katalytische toepassingen.

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 gesponsord door het Army Research Laboratory en werd uitgevoerd onder de coöperatieve overeenkomst van USARL W911NF ‐ 17 ‐ 2 ‐ 0057 toegekend aan G.T.F. De standpunten en conclusies in dit document zijn die van de auteurs en mogen niet worden geïnterpreteerd als een vertegenwoordiging van officieel beleid, expliciet of impliciet, van het laboratorium voor leger onderzoek of de Amerikaanse overheid. De Amerikaanse overheid is gemachtigd om herdrukken voor overheidsdoeleinden te reproduceren en te distribueren, ongeacht de auteursrechtelijke notatie hierin.

1. toewijzing van au nano
Opmerking: Cetyltrimethylammoniumbromide (CTAB)-bedekt AuNR kan worden gesynthetiseerd door natte chemie (stap 1,1) of commercieel gekocht (stap 1,2) volgens de voorkeur van de lezer, waarbij elk soortgelijke resultaten oplevert. De resultaten in dit werk waren gebaseerd op commercieel geproduceerde, AuNR met Penta-Twinned kristallen structuur. Impact van AuNR Seed Crystal structure (d.w.z. monokristallijne versus Penta-Twinned) op de uiteindelijke morfologie van de secundaire metalen schaal blijft onduidelijk binnen het bereik van plasmonische foto afzetting, maar is van grote interesse geweest in zowel natte-14, 15 en soortgelijke foto-chemische12 syntheses. Alternatieve oppervlakteactieve stoffen aan CTAB kunnen worden gebruikt zolang Zeta-potentiaal positief is, hoewel de uiteindelijke PD-morfologie kan veranderen.
<ol><li>Synthese technieken: synthetiseren van Aqua-verspreide AuNR op 0,5 mM au met behulp van de zilver-geassisteerde methode door Nikoobakht et al. 16 , 17 (die monokristallijne structuur oplevert) of de oppervlakteactieve stof door Murphy et al. 18 , 19 (met Penta-Twinned kristalstructuur). Was de aunr via centrifugeren20,21 om overtollige, vrije cTab naar een eindconcentratie van 1-10 mm te verwijderen.</li>
	<li>Commerciële bronnen: aankoop van waterige AuNR dispersies bij 0,5 mM au met de volgende specificaties: 40 nm diameter, 808 nm LSPR, en CTAB ligand (5 mM concentratie) in DI water. Was de aunr via centrifugeren20,21 om overtollige, vrije cTab te verwijderen als de cTab-concentratie 1-10 mm overschrijdt na ontvangst. Opmerking: waterige Tandendispersies met CTAB oppervlakteactieve stof in verschillende groottes, beeldverhoudingen en deeltjes dichtheden kunnen bij veel commerciële leveranciers worden gekocht en met succes in dit protocol worden gebruikt.</li>
</ol>2. plasmonische foto afzetting van PD op au nano
<ol><li>Bereiding van de voorloper van de PD
	<ol>
<li>Bereid een 20 mM HCl-oplossing voor. Maak eerst 0,1 M HCl door verdunning 830 μL voorraad geconcentreerd HCl (37%, 12 M) met water tot 100 mL. Ten tweede, 0,02 M HCl maken door verdunning 4 mL 0,1 M HCl met water tot 20 mL.</li>
		<li>Pipetteer 10 mL van 20 mM HCl in geschikt glaswerk en plaats in een badsonicator (geen sonicatie) met watertemperatuur ingesteld op 60 °C.</li>
		<li>Voeg 0,0177 g PdCl2 toe aan de 10 ml van 20 mm HCl en meng via sonicatie tot alle pdcl2 is opgelost. De resulterende 10 mM H2pdcl4 oplossing moet een donker oranje kleur vertonen.</li>
	</ol></li>
	<li>Bereiding van het fotodetafreactiemengsel Opmerking: de beschreven procedure gaat uit van een totaal volume van 3 mL voor gebruik in een Cuvette om real-time feedback te geven in het plasmonische foto depositie proces. De genoemde massa's/volumes werden geselecteerd voor compatibiliteit met typische chemicaliën/materialen/reagentia, terwijl het faciele wassen/herstellen van de met PD versierde AuNR mogelijk werd. Er wordt verwacht dat vergelijkbare resultaten kunnen worden behaald als ze worden geschaald naar andere volumes en/of alternatieve reactievaten (bijv. glazen bekerglas).<ol>
<li>Degas Stock AuNR Solution en methanol (MeOH) in een badsonicator gedurende 30 min.</li>
		<li>Pipetteer 2,5 mL Aqua-Suspended AuNR (vanaf stap 2.2.1) in een lengte van 1 cm, macrovolume kuvette met een magnetische roer stang. Plaats de Cuvette op een roer plaat. Opmerking: het typische volume van een macrovolume Cuvette is 3,5 mL. Kwarts kan worden vervangen door UV-transparante kunststoffen.</li>
		<li>Pipetteer 475 μL ontgast MeOH (van stap 2.2.1) in de kuvette terwijl u zachtjes gedurende ongeveer 15-30 minuten roeren. Verwijder regelmatig eventuele bubbels door zachtjes op de onderkant van de Cuvette te tikken tegen een stijf oppervlak waar nodig; het verwijderen van solvated gassen kan de stabiliteit van het metaalhalide zout verlengen.</li>
		<li>Pipetteer 5 μL voorraad geconcentreerd HCl (37%, 12 M) in de kuvette en laat mengen voor 15 min. Opmerking: Tuning-concentratie van HCl-ondersteuning kan de uiteindelijke morfologie/snelheid van PD-depositie beïnvloeden, maar concentraties van minder dan 20 mM in het reactiemengsel zullen H2pdcl4 in staat stellen geleidelijk te hydrolyseren en oxoleren, wat leidt tot een uiteindelijke Bob x vorming na ~ 3 h.</li>
	</ol></li>
	<li>Plasmonische fotoreductie van [pdcl4]2- op aunr1,13<ol>
<li>Injecteer 25 μL 10 mM H2pdcl4 in het reactiemengsel van een 1:5 PD: au atoomverhouding. Laat de oplossing in het donker gedurende 1 uur roeren. Opmerking: deze hoeveelheid kan worden aangepast volgens de gewenste PD: au ratio als de kosten van het wijzigen van de uiteindelijke moliteiten van au, [PdCl4]2-, HCl en meoh van het reactiemengsel. Referentie22 illustreert voorbeeld PT-aunr morfologieën op verschillende PT: au ratio's-vergelijkbare resultaten kunnen worden verwacht met pd.</li>
		<li>Bestralt het reactiemengsel met een un-gepolariseerde, 715 nm long-pass gefilterde wolfraam-halogeen lamp bij 35 mW/cm2 intensiteit voor 24 uur. Opmerking: verschillende licht filters (of bronnen, bijvoorbeeld laser) kunnen worden gekozen volgens de unieke LSPR golflengte voor verschillende au nano structuur zaden. Bijvoorbeeld, een 420 nm long-pass filter kan worden gebruikt voor plasmonische zaad constructies exposeren LSPR bij 450 nm. De lichtintensiteit kan worden verlaagd met filtratie met neutrale dichtheid ten koste van een langzamer [PdCl4]2- reductiepercentage, wat leidt tot een langere totale reactietijd. De lichtintensiteit kan worden verhoogd om de reactietijd te verminderen ten koste van het potentieel voor thermische reductie van [PdCl4]2- (aanvang is ~ 360 °c via verwijzing23). Een geschikte intensiteit kan a priori worden berekend om thermische reductie te verminderen via berekening van nanodeeltjes oppervlaktetemperatuur in geïsoleerde en/of collectieve ensembles24. Effecten op de uiteindelijke morfologie van de PD-AuNR van variërende stralingsintensiteit zijn niet onderzocht.</li>
		<li>Was de residuele chemicaliën/reagentia van de PD-AuNR tweemaal, elk door: centrifugeren op 9.000 x g, het verwijderen van de supernatant met een pipet, het opnieuw opschorten van de PD-aunr pellet in water, en onderdompelen van de flacon in een bad sonicator voor 1-2 min tot 20,21dispergeren.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Forcherio, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+deposition+of+platinum+onto+gold+nanorods+by+plasmonic+hot+electrons%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Targeted deposition of platinum onto gold nanorods by plasmonic hot electrons.</a> Journal of Physical Chemistry C. 122 (50), 28901-28909 (2018).</li>
<li>Langille, M. R., Personick, M. L., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-Mediated+Syntheses+of+Metallic+Nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Plasmon-Mediated Syntheses of Metallic Nanostructures.</a> Angewandte Chemie International Edition. 52 (52), 13910-13940 (2013).</li>
<li>Qiu, J., Wei, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Plasmon-Mediated+Photothermal+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Surface Plasmon-Mediated Photothermal Chemistry.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 118 (36), 20735-20749 (2014).</li>
<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>
<li>Qiu, J., Wu, Y. C., Wang, Y. C., Engelhard, M. H., McElwee-White, L., Wei, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Plasmon+Mediated+Chemical+Solution+Deposition+of+Gold+Nanoparticles+on+a+Nanostructured+Silver+Surface+at+Room+Temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Surface Plasmon Mediated Chemical Solution Deposition of Gold Nanoparticles on a Nanostructured Silver Surface at Room Temperature.</a> Journal of the American Chemical Society. 135 (1), 38-41 (2013).</li>
<li>Qiu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Plasmon-Mediated+Chemical+Solution+Deposition+of+Cu+Nanoparticle+Films%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Surface Plasmon-Mediated Chemical Solution Deposition of Cu Nanoparticle Films.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 120 (37), 20775-20780 (2016).</li>
<li>Boyd, D. A., Greengard, L., Brongersma, M., El-Naggar, M. Y., Goodwin, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-Assisted+Chemical+Vapor+Deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Plasmon-Assisted Chemical Vapor Deposition.</a> Nano Letters. 6 (11), 2592-2597 (2006).</li>
<li>Di Martino, G., Michaelis, F. B., Salmon, A. R., Hofmann, S., Baumberg, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+Nanowire+Growth+by+Light%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Controlling Nanowire Growth by Light.</a> Nano Letters. 15 (11), 7452-7457 (2015).</li>
<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>
<li>Xue, C., Millstone, J. E., Li, S., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-Driven+Synthesis+of+Triangular+Core%E2%80%93Shell+Nanoprisms+from+Gold+Seeds%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Plasmon-Driven Synthesis of Triangular Core–Shell Nanoprisms from Gold Seeds.</a> Angewandte Chemie International Edition. 46 (44), 8436-8439 (2007).</li>
<li>Langille, M. R., Zhang, J., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon-Mediated+Synthesis+of+Heterometallic+Nanorods+and+Icosahedra%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Plasmon-Mediated Synthesis of Heterometallic Nanorods and Icosahedra.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50 (15), 3543-3547 (2011).</li>
<li>Zhai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyvinylpyrrolidone-induced+anisotropic+growth+of+gold+nanoprisms+in+plasmon-driven+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Polyvinylpyrrolidone-induced anisotropic growth of gold nanoprisms in plasmon-driven synthesis.</a> Nature Materials. 15 (8), 889-895 (2016).</li>
<li>Forcherio, G. T., Baker, D. R., Boltersdorf, J., McClure, J. P., Leff, A. C., Lundgren, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directed+assembly+of+bimetallic+nanoarchitectures+by+interfacial+photocatalysis+with+plasmonic+hot+electrons%5BTitle%5D)+AND+%22Nanophotonic+Materials+XV%22%5BJournal%5D)">Directed assembly of bimetallic nanoarchitectures by interfacial photocatalysis with plasmonic hot electrons.</a> Nanophotonic Materials XV. 10720, 107200K(2018).</li>
<li>Tebbe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver-Overgrowth-Induced+Changes+in+Intrinsic+Optical+Properties+of+Gold+Nanorods%3A+From+Noninvasive+Monitoring+of+Growth+Kinetics+to+Tailoring+Internal+Mirror+Charges%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Silver-Overgrowth-Induced Changes in Intrinsic Optical Properties of Gold Nanorods: From Noninvasive Monitoring of Growth Kinetics to Tailoring Internal Mirror Charges.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 119 (17), 9513-9523 (2015).</li>
<li>Mayer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Living+Nanowire+Growth%3A+Precise+Control+over+the+Morphology+and+Optical+Properties+of+AgAuAg+Bimetallic+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Controlled Living Nanowire Growth: Precise Control over the Morphology and Optical Properties of AgAuAg Bimetallic Nanowires.</a> Nano Letters. 15 (8), 5427-5437 (2015).</li>
<li>Nikoobakht, B., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+Growth+Mechanism+of+Gold+Nanorods+%28NRs%29+Using+Seed-Mediated+Growth+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Preparation and Growth Mechanism of Gold Nanorods (NRs) Using Seed-Mediated Growth Method.</a> Chemistry of Materials. 15 (10), 1957-1962 (2003).</li>
<li>Burrows, N. D., Harvey, S., Idesis, F. A., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+the+Seed-Mediated+Growth+of+Gold+Nanorods+through+a+Fractional+Factorial+Design+of+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Understanding the Seed-Mediated Growth of Gold Nanorods through a Fractional Factorial Design of Experiments.</a> Langmuir. 33 (8), 1891-1907 (2017).</li>
<li>Jana, N. R., Gearheart, L., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seed-Mediated+Growth+Approach+for+Shape-Controlled+Synthesis+of+Spheroidal+and+Rod-like+Gold+Nanoparticles+Using+a+Surfactant+Template%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Seed-Mediated Growth Approach for Shape-Controlled Synthesis of Spheroidal and Rod-like Gold Nanoparticles Using a Surfactant Template.</a> Advanced Materials. 13, 1389-1393 (2001).</li>
<li>Kumar, D., Lee, A. R., Kaur, S., Lim, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible-light+Induced+Reduction+of+Graphene+Oxide+Using+Plasmonic+Nanoparticle%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Visible-light Induced Reduction of Graphene Oxide Using Plasmonic Nanoparticle.</a> Journal of Visualized Experiments. 103, e53108(2015).</li>
<li>Paviolo, C., McArthur, S. L., Stoddart, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+Nanorod-assisted+Optical+Stimulation+of+Neuronal+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Gold Nanorod-assisted Optical Stimulation of Neuronal Cells.</a> Journal of Visualized Experiments. (98), e52566(2015).</li>
<li>Hoang, T. B., Huang, J., Mikkelsen, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+Synthesis+of+Nanopatch+Antennas+for+Applications+in+Plasmonics+and+Nanophotonics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics.</a> Journal of Visualized Experiments. (111), e53876(2016).</li>
<li>Ortiz, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+Hot+Electrons+from+Near+IR+Light+for+Hydrogen+Production+Using+Pt-End-Capped-AuNRs%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Harnessing Hot Electrons from Near IR Light for Hydrogen Production Using Pt-End-Capped-AuNRs.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (31), 25962-25969 (2017).</li>
<li>Schiavo, L., Aversa, L., Tatti, R., Verucchi, R., Carotenuto, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+Characterizations+of+Palladium+Clusters+Prepared+by+Polyol+Reduction+of+%5BPdCl4%5D2%E2%88%92+Ions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Analytical+Methods+in+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Structural Characterizations of Palladium Clusters Prepared by Polyol Reduction of [PdCl4]2− Ions.</a> Journal of Analytical Methods in Chemistry. 2016, 9073594(2016).</li>
<li>Baffou, G., Quidant, R., García de Abajo, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+Control+of+Optical+Heating+in+Complex+Plasmonic+Systems%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Nanoscale Control of Optical Heating in Complex Plasmonic Systems.</a> ACS Nano. 4 (2), 709-716 (2010).</li>
<li>Mulvaney, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Plasmon+Spectroscopy+of+Nanosized+Metal+Particles%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Surface Plasmon Spectroscopy of Nanosized Metal Particles.</a> Langmuir. 12 (3), 788-800 (1996).</li>
<li>Elding, L. I., Olsson, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+absorption+spectra+of+square-planar+chloro-aqua+and+bromo-aqua+complexes+of+palladium%28II%29+and+platinum%28II%29%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Electronic absorption spectra of square-planar chloro-aqua and bromo-aqua complexes of palladium(II) and platinum(II).</a> The Journal of Physical Chemistry. 82 (1), 69-74 (1978).</li>
<li>Swihart, D. L., Mason, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+spectra+of+octahedral+platinum+%28IV%29+complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Inorganic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Electronic spectra of octahedral platinum (IV) complexes.</a> Inorganic Chemistry. 9 (7), 1749-1757 (1970).</li>
<li>Forcherio, G. T., Dunklin, J. R., Backes, C., Vaynzof, Y., Benamara, M., Roper, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanoparticles+physicochemically+bonded+onto+tungsten+disulfide+nanosheet+edges+exhibit+augmented+plasmon+damping%5BTitle%5D)+AND+%22AIP+Advances%22%5BJournal%5D)">Gold nanoparticles physicochemically bonded onto tungsten disulfide nanosheet edges exhibit augmented plasmon damping.</a> AIP Advances. 7 (7), 075103(2017).</li>
<li>Boltersdorf, J., Forcherio, G. T., McClure, J. P., Baker, D. R., Leff, A. C., Lundgren, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible+Light-Promoted+Plasmon+Resonance+to+Induce+%E2%80%9CHot%E2%80%9D+Hole+Transfer+and+Photothermal+Conversion+for+Catalytic+Oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Visible Light-Promoted Plasmon Resonance to Induce “Hot” Hole Transfer and Photothermal Conversion for Catalytic Oxidation.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 122 (50), 28934-28948 (2018).</li>
<li>da Silva, J. A., Meneghetti, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Aspects+of+the+Gold+Nanorod+Formation+Mechanism+via+Seed-Mediated+Methods+Revealed+by+Molecular+Dynamics+Simulations%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">New Aspects of the Gold Nanorod Formation Mechanism via Seed-Mediated Methods Revealed by Molecular Dynamics Simulations.</a> Langmuir. 34 (1), 366-375 (2018).</li>
<li>Teranishi, T., Miyake, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+Control+of+Palladium+Nanoparticles+and+Their+Crystal+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Size Control of Palladium Nanoparticles and Their Crystal Structures.</a> Chemistry of Materials. 10 (2), 594-600 (1998).</li>
<li>Straney, P. J., Marbella, L. E., Andolina, C. M., Nuhfer, N. T., Millstone, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoupling+Mechanisms+of+Platinum+Deposition+on+Colloidal+Gold+Nanoparticle+Substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Decoupling Mechanisms of Platinum Deposition on Colloidal Gold Nanoparticle Substrates.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (22), 7873-7876 (2014).</li>
<li>Cheng, N., Lv, H., Wang, W., Mu, S., Pan, M., Marken, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+ambient+aqueous+synthesis+for+highly+dispersed+and+active+Pd%2FC+catalyst+for+formic+acid+electro-oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Power+Sources%22%5BJournal%5D)">An ambient aqueous synthesis for highly dispersed and active Pd/C catalyst for formic acid electro-oxidation.</a> Journal of Power Sources. 195 (21), 7246-7249 (2010).</li>
<li>Grzelczak, M., Perez-Juste, J., Garcia de Abajo, F. J., Liz-Marzan, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Properties+of+Platinum-Coated+Gold+Nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Optical Properties of Platinum-Coated Gold Nanorods.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 111 (17), 6183-6188 (2007).</li>
<li>Zheng, Z., Tachikawa, T., Majima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-Particle+Study+of+Pt-Modified+Au+Nanorods+for+Plasmon-Enhanced+Hydrogen+Generation+in+Visible+to+Near-Infrared+Region%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Single-Particle Study of Pt-Modified Au Nanorods for Plasmon-Enhanced Hydrogen Generation in Visible to Near-Infrared Region.</a> Journal of the American Chemical Society. 136 (19), 6870-6873 (2014).</li>
<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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het monitoren van veranderingen in optische extinctie met behulp van transmissie UV-VIS-spectroscopie is nuttig om de status van de fotokatalytische reactie te beoordelen, met bijzondere aandacht voor de LMCT-kenmerken van H2pdcl4. Golflengte maxima van LMCT-functies na injectie van H2pdcl4 bij stap 2.3.1 (gaande van effen zwart naar effen blauw in Figuur 1) geven inzicht in de lokale "omgeving" van de [pdcl4]2- moleculen<sup ...

Het geleiden van metalen afzetting op plasmonische substraten via plasmonic hete dragers opgewekt uit een resonante extern veld zou kunnen ondersteunen 2-stappen vorming van heterometallic, anisotrope nanostructuren bij omgevingscondities met nieuwe vrijheidsgraden1 ,2,3. Conventionele redox chemie, damp depositie en/of elektro depositie benaderingen zijn niet geschikt voor de verwerking van grote volumes. Dit is voornamelijk te wijten aan overtollig/opofferings reagens afval, lage doorvoer 5 + stap lithografie processen en energie-intensieve omgevingen (0,01-10 Torr en/of 400-1000 °C temperaturen) met weinig of geen directe controle over resulterende materiaalkenmerken . Onderdompeling van een plasmonische ondergrond (bv. au nanodeeltjes/zaad) in een precursor omgeving (bv. waterige PD zoutoplossing) onder verlichting op het gelokaliseerde oppervlak Plasmon Resonance (SPR) initieert uitwendig afstemmingen (d.w.z. veld polarisatie en intensiteit) fotochemische afzetting van de precursor via plasmonische hete elektronen en/of fotothermische hellingen3,4. De protocol parameters/-vereisten voor de plasmonically-gestuurde fotothermische ontleding van au-, Cu-, PB-en Ti-organometallics en ge-hydriden op nanogestructureerde AG-en au-substraten zijn bijvoorbeeld gedetailleerd met5,6, 7,8,9. Echter, gebruik van femtosecondelaser plasmonic hete elektronen aan direct photoreduce metaalzouten in een metaal-oplossing interface blijft grotendeels onontwikkeld, afwezige processen met citraat of poly (vinylpyrrolidon) liganden die fungeren als intermediair charge Relais naar directe nucleatie/groei van de secundaire metalen2,10,11,12. Anisotropic PT-decoratie van au nano (aunr) onder longitudinale SPR (lspr) excitatie werd onlangs gerapporteerd1,13 waar de PT verdeling viel samen met de dipool polariteit (dat wil zeggen, de veronderstelde ruimtelijke verdeling van Hot carriers).
Het Protocol hierin breidt uit op recente PT-AuNR werk met PD en markeert belangrijke synthese metrische gegevens die kunnen worden waargenomen in real-time, tonen de reductieve plasmonic photoafzetting techniek is van toepassing op andere metaalhalide zouten (AG, ni, IR, enz.).

<table><tbody><tr><td>Aspheric Condenser Lens w/ Diffuser</td><td>Thorlabs</td><td>ACL5040U-DG15</td><td>f=40 mm, NA=0.60, 1500 grit, uncoated</td></tr><tr><td>Deuterium + Tungsten-Halogen Lightsource</td><td>StellarNet</td><td>SL5</td><td></td></tr><tr><td>Gold Nanorods, AuNR</td><td>NanoPartz</td><td>A12-40-808-CTAB</td><td>CTAB oppervlakteactieve stof, 808 nm LSPR, 40 nm diameter</td></tr><tr><td>Ground Glass Diffuser</td><td>Thorlabs</td><td>DG20-1500</td><td>1500 grit, N-BK7</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid, HCl</td><td>J.T. Baker</td><td>9539-03</td><td>geconcentreerd, 37%</td></tr><tr><td>Low Profile Magnetic Stirrer</td><td>VWR</td><td>10153-690</td><td></td></tr><tr><td>Macro Disposable Cuvettes, UV Plastic</td><td>FireFlySci</td><td>1PUV</td><td>10 mm padlengte</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) chloride, PdCl2</td><td>Sigma Aldrich</td><td>520659</td><td>&ge;99,9%</td></tr><tr><td>Plano-Convex Lens</td><td>Thorlabs</td><td>LA1145</td><td>f=75 mm, N-BK7, uncoated</td></tr><tr><td>Quartz Tungsten-Halogen Lamp</td><td>Thorlabs</td><td>QTH10</td><td></td></tr><tr><td>UV-vis Spectrometer</td><td>Avantes</td><td>ULS2048L-USB2-UA-RS</td><td>AvaSpec-ULS2048L</td></tr></tbody></table>

photoafzetting van pd op colloïdaal au nanodeeltjes door oppervlakte plasmon excitatie

Photodeposition of Pd onto Colloidal Au Nanorods by Surface Plasmon Excitation

Een protocol wordt beschreven om fotokatalytisch te begeleiden PD afzetting op au nano (aunr) met behulp van de oppervlakte Plasmon resonantie (SPR). Opgewonden plasmonic hete elektronen bij SPR-bestraling rijden reductieve afzetting van PD op colloïdaal AuNR in de aanwezigheid van [PdCl4]2-. Plasmon-gedreven reductie van secundaire metalen versterkt covalente, subgolflengte depositie op gerichte locaties samenvalt met elektrisch veld "hot-spots" van de plasmonic substraat met behulp van een extern veld (bijvoorbeeld laser). Het hierin beschreven proces beschrijft een oplossingfase afzetting van een katalytisch-actief edelmetaal (PD) van een overgangs metaalhalide-zout (H2pdcl4) op de watervrije, anisotrope plasmonische structuren (aunr). Het oplossingsfase proces is vatbaar voor het maken van andere Bimetaal architecturen. Transmissie UV-VIS bewaking van de fotochemische reactie, in combinatie met ex-situ XPS en statistische tem-analyse, bieden onmiddellijke experimentele feedback om de eigenschappen van de Bimetaal structuren te evalueren terwijl ze evolueren tijdens de fotokatalytische reactie. Resonant Plasmon bestraling van AuNR in de aanwezigheid van [PdCl4]2- creëert een dunne, covalently-gebonden PD0 shell zonder enig significant dempend effect op zijn plasmonic gedrag in deze representatieve experiment/batch. Over het algemeen biedt plasmonic photoafzetting een alternatieve route voor hoge volume, economische synthese van opto-elektronische materialen met sub-5 nm-kenmerken (bijv. heterometallic fotokatalysatoren of opto-elektronische interconnects).

Transmissie UV-VIS spectra, X-ray Photoelectron spectroscopie (XPS) data, en Transmission Electron microscopie (TEM) beelden werden verkregen voor de door cTab bedekte aunr in de aanwezigheid/afwezigheid van H2pdcl4 in het donker en onder resonante straling bij hun longitudinale SPR (LSPR) om de nucleatie/groei van PD te katalyseren. transmissie UV-VIS spectra in Figuur 1 en Figuur 2 geven inzicht in de reactie dynamiek volgens veranderinge...

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

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

Een reductief plasmonisch fotodepositieprotocol versterkt de mogelijkheid om sub-vijf nanometer covalente metaalassemblage te begeleiden op gerichte locaties met optimale interfaciale kenmerken bij omgevingsverwerkingsomstandigheden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de mogelijkheid om een extern veld te gebruiken, zoals een laser om de dikte en locatie van epitaxiale metaalgroei te controleren. We hebben al aangetoond plasmonische fotodepositie van metallic platina en zilver, en hebben vertrouwen dat deze methode kan worden uitgebreid tot vele anderen voor een verscheidenheid van katalytische toepassingen.Het aantonen van de procedure zal ikzelf en Jonathan Boltersdorf, een chemicus bij het U.S.Army Research Laboratory. Om met deze procedure te beginnen, verdun 830 microliter met geconcentreerd zoutzuur met water tot 100 milliliter om een 0,1 molaire zoutzuuroplossing te verkrijgen. Verdun 4 milliliter van deze oplossing met water tot 20 milliliter om een zoutzuuroplossing van 20 millimolar te creëren.Pipette 10 milliliter van deze 20 millimolar zoutzuuroplossing in geschikt glaswerk. Voeg vervolgens 0,0177 gram palladium-tweechloride toe aan het zoutzuur en meng via sonicatie totdat alle palladium(ii)chloride is opgelost. De resulterende oplossing van diwaterogen tetrochloropallidaat moet een concentratie van 10 millimolar hebben en een donkeroranje kleur vertonen.Dan, pipet 2,5 milliliter waterig opgehangen goud nanorod oplossing met een tot 10 millimolar cetyltrimethyl ammonium bromide oppervlakteactieve stof in een 1 centimeter pad lengte macro volume cuvette met een magnetische roerstaaf. Leg de cuvette op een roerplaat. Pipette 475 microliters van ontgast methanol in de cuvette terwijl zachtjes roeren.Blijf ongeveer 15 tot 20 minuten roeren terwijl je periodiek alle bellen verwijdert door zachtjes op de onderkant van de cuvette tegen een stijf oppervlak te tikken als dat nodig is. Hierna worden vijf microliter met voorraad geconcentreerd zoutzuur in de cuvette gepipeteerd en laat het 15 minuten mengen. Injecteer vervolgens 25 microliter van 10 millimolar diwaterstof tetrochloropallidaat in het reactiemengsel voor een atoomverhouding van palladium tot goud van één tot vijf.Laat de oplossing een uur lang complex in het donker tijdens het roeren. Bestraal vervolgens het reactiemengsel met een ongepolariseerde 715 nanometer lang verleden gefilterde wolfraam-halogeenlamp met een intensiteit van 35 milliwatt per centimeter in het kwadraat gedurende 24 uur. De volgende dag, was de resterende chemicaliën en reagentia uit de palladium-goud nanorods door centrifugeren op 9000 keer G.Gebruik een pipet om de supernatant te verwijderen, en opnieuw op te schorten de pellet in water.Dompel het flesje in een bad sonicator voor een tot twee minuten om de nanorods te verspreiden en de was te voltooien. Herhaal dit hele wasproces nog eens. In deze studie worden UV-visabsorberende spectra tijdelijk geregistreerd om veranderingen op te helderen bij het toevoegen van elke component die het reactiemengsel omvat dat begint met de gouden nanorods.De toevoeging van methanol en zoutzuur vermindert de absorptie-magnitude via verdunning. De toevoeging van dihydrodgen tetrochloropallidaat zorgt ervoor dat UV-vertraging en metalen lading overdracht functies ontstaan. Na een uur in het donker te hebben gequilibreren, vertonen de palladium(ii)moleculen lasttransferbanden op 247 en 310 nanometer.Bij bestraling op het gouden nanorod longitudinale oppervlak plasmon resonantie, de lading overdracht bands snel blueshift naar 230 en 277 nanometer respectievelijk. De omvang van de absorptie van de dominante piek voor ladingoverdracht daalt van 1,7 tot ongeveer 0,47 over een periode van 24 uur als gevolg van fotoreductie van geabsorbeerd palladium(ii)door plasmonische hete elektronen. De twee SPR-modi worden vervolgens geanalyseerd voor en na resonerende bestraling.De longitudinale SPR roodverschuivingen van 807 naar 816 nanometer. Met 7 nanometer lijn breedte uitbreiding, de dwarse SPR blijft ongewijzigd. XPS bevestigt de aanwezigheid van metalen palladium door de opkomst van palladium-3D-lijnen bij bindende energieën van 335 en 340 elektronenvolt.TEM onthult de morfologieën van de gouden nanorods vermengd met diwaterstof tetrochloropallidaat in het donker en na resonerende bestraling. Resonerende verlichting levert scherp getipte nanorods op met ruwgeharde radiale interfaces. Dergelijke kenmerken worden niet waargenomen in het donker.De verdeling van nanorod lengtes geeft aan dat de gemiddelde lengte groeide van 127 tot 129 nanometer. Dit is te wijten aan de aanwezigheid van fotogedeponeerde palladium aan de uiteinden van de staven, zoals bevestigd in een EDS-kaart. Het is belangrijk dat de CTAB-concentratie niet meer dan één tot 10 millimolar in de stockgouden nanorod-oplossing bedraagt.Anders wordt het voorlopertransport naar het goudoppervlak geremd. Deze procedure kan gemakkelijk worden aangepast om andere katalytische metalen zoals platina of iridium op plasmonically actieve zaadstructuren te synthetiseren om een breed scala aan fotokatalysatoren te synthetiseren. We hebben nu een architectuur waar plasmonische energie direct kan worden doorgegeven aan een katalytisch oppervlak zonder enige interfaciale barrière die ons in staat stelt om plasmonische fotokatalyse effectiever te onderzoeken.Zoutzuur is een corrosief, sterk zuur en moet worden behandeld in een rookkap met de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen zoals brillen en handschoenen.

photodeposition-pd-onto-colloidal-au-nanorods-surface-plasmon

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

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

We tonen de voorbereiding en bespreken de haalbaarheid van cellulaire voertuigen die gouden nanostaven bevatten voor de foto-akoestische beeldvorming van kanker.

Voorbereiding en Fotoakoestisch Analyse van Cellular Voertuigen die goud nanorods

De synthese van uniforme goudnanodeeltjes bedekt met halfgeleiderschelpen van CdS of ZnS wordt uitgevoerd. De halfgeleidercoating wordt uitgevoerd door eerst een zilversulfidelaagje af te zetten en de zilverkationen uit te wisselen voor zink- of cadmiumkationen.

Synthese, karakterisering en functionalisering van de hybride AU / CdS en Au / ZnS Core / Shell Nanodeeltjes

Een protocol voor het colloïdale synthese van zilver nanocubes en de fabricage van plasmonische nanoschaal patch antennes met sub-10 nm gaten wordt gepresenteerd.

Colloïdaal Synthese van Nanopatch Antennes for Applications in Plasmonics en Nanofotonica

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

In dit werk, wordt een protocol voor signaal verhoging van de nanosonde gebaseerde biosensing gepresenteerd. Het protocol is gebaseerd op de vermindering van chloroauric zuur op het oppervlak van de bestaande nanoprobes die bestaan uit goud, zilver, siliciumdioxide of ijzer-oxide nanodeeltjes.

Snelle nanosonde signaal versterking door In Situ gouden Nanoparticle synthese

Een facile protocol is bedoeld om te functionalize van de oppervlakken van de nanodiamonds met polydopamine.

Bio-inspired Polydopamine oppervlak wijziging van Nanodiamonds en de vermindering van zilveren nanodeeltjes

Voor een continue en schaalbare synthese van edel metaal-gebaseerde nanocomposieten, een nieuwe fotokatalytische reactoren is ontwikkeld en haar structuur, werking beginselen en product kwaliteit optimalisatie strategieën worden beschreven.

Een continue-stroom fotokatalytische Reactor voor de juist gecontroleerde afzetting van metalen nanodeeltjes

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

Dit protocol demonstreert single-molecule surface-enhanced Raman scattering (SERS) metingen met behulp van een DNA origami nanoantenna (DONA) in combinatie met colocalized atomic force microscopy (AFM) en Raman metingen.

Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Measurements mogelijk gemaakt door Plasmonic DNA Origami Nanoantennas

Ontdek een plasmonische fotodepositieprotocol voor gerichte afzetting van palladium op Au nanorods met lasercontrole. Deze methode optimaliseert grensvlakken voor katalytische toepassingen.

Photoafzetting van PD op colloïdaal au nanodeeltjes door oppervlakte Plasmon excitatie

Meer video's verkennen