Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Fremstilling og anvendelse af fotokatalytisk Active Segmenteret Ag | ZnO og koaksial TiO Published: May 2, 2014 doi: 10.3791/51547
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente

Abstract

Fotokatalytisk aktive nanostrukturer kræver et stort specifikt overfladeareal med tilstedeværelsen af ​​mange katalytisk aktive steder for oxidation og reduktion halv reaktioner og hurtig elektron (hul) diffusion og opladning separation. Nanotråde præsentere egnede arkitekturer for at imødekomme disse krav. Aksialt segmenteret Ag | ZnO og radialt segmenteret (koaksial) TiO2-Ag nanotråde med en diameter på 200 nm og en længde på 6-20 um blev foretaget af templated elektroforesecoating i porerne af polycarbonat track-ætset (PCTE) eller anodiseret aluminium oxid (AAO) membraner, hhv. I de fotokatalytiske eksperimenter, ZnO og TiO 2 faser fungerede som photoanodes, og Ag som katode. Ingen ydre kredsløb er nødvendig for at forbinde de to elektroder hvilket er en væsentlig fordel i forhold til konventionelle foto-elektrokemiske celler. For at gøre segmenteret Ag | ZnO nanotråde, Ag salt elektrolyt blev erstattet efter dannelsen af ​​Ag-segment til dannelse af et ZnO-segment etttached til Ag-segmentet. For at gøre koaksiale TiO 2-Ag nanotråde blev et TiO 2 gel først dannet ved elektrokemisk inducerede sol-gel-metoden. Tørring og termisk annealing af det som dannede TiO 2 gelen resulterede i dannelsen af krystallinsk TiO2 nanorør. En efterfølgende Ag elektroforesecoating skridt inde i TiO 2 nanorør resulterede i dannelsen af koaksiale TiO 2-Ag nanotråde. På grund af kombinationen af en n-type halvleder (ZnO eller TiO 2) og et metal (Ag) i samme nanowire blev en Schottky barriere skabes ved grænsefladen mellem faserne. For at demonstrere den fotokatalytiske aktivitet af disse nanotråde, Ag | ZnO nanotråde blev anvendt i en fotokatalytisk eksperiment, hvor H2-gas blev påvist ved UV-belysning af nanotråde dispergeret i en methanol / vand-blanding. Efter 17 minutter af belysning, cirka 0,2 vol% H 2 gas blev opdaget af en suspension af ~ 0,1 g Ag | ZnOnanowires i et 50 ml 80 vol% vandig methanolopløsning.

Introduction

På grund af deres små dimensioner og store overflade-til-volumen-forholdet, nanowires er meget lovende endimensionale genstande, der kan anvendes i en bred vifte af biomedicinske og nanoteknologiske applikationer 1. I litteraturen har mange nanotråde, der indeholder en enkelt komponent med funktionelle egenskaber blevet rapporteret 2-7. Men når flere materialer (metaller, polymerer og metaloxider) indgår sekventielt i en enkelt Nanotråd kan multifunktionelle nanotråde gøres 8, 9. Når flere segmenter er forbundet i en enkelt Nanotråd kan funktionelle egenskaber vises, som ikke var til stede, når blot de enkelte segmenter blev anvendt. For eksempel blev der nanomotorer indeholdende Au og Pt segmenter inden for en enkelt Nanotråd rapporteret, at bevæget selvstændigt, når de anbringes i hydrogenperoxid 4. Egnede teknikker til dannelsen af ​​multisegmented nanotråde er infiltration og templated elektroforesecoating <sup> 8, 9.

I 1987 Penner og Martin var den første til at offentliggøre brugen af standardudformet elektroforesecoating for dannelsen af Au nanotråde i polycarbonatmembraner 10. Siden da har mange andre forskere begyndt at bruge templated elektroforesecoating til syntese af nanotråde med forskellige dimensioner, enten ved hjælp polycarbonat ætsede spor membraner (PCTE) eller eloxeret aluminium oxid (AAO) membraner og skabeloner 11. Fordelene ved at bruge templated elektroafsætning for nanowire syntese er dens omkostningseffektiv natur som elektroafsætning sædvanligvis udføres under milde betingelser, muligheden for at danne nanotråde fra enten metaller, metaloxider og / eller polymerer, og dens evne til at skabe en nøjagtig negativ kopi af den anvendte skabelon 11. Endvidere kan segmenterede nanotråde dannes ved sekventiel aflejring af to eller flere forskellige faser, og når et nanorør i en af ​​de to faser kanske ved templated elektroafsætning kan koaksiale nanowires indeholdende to forskellige faser gøres.

Metaloxider kan galvanisk når de respektive metalioner er uopløselige i vandige opløsninger ved høj pH. For det nødvendige oxygen, kan tre forskellige forstadier anvendes, dvs nitrationer 12-15, hydrogenperoxid 13, 16, 17, og molekylært oxygen 18. Med brugen af nitrationer, som i denne protokol, anvendes en potentiel mere negativ end -0.9 V vs Ag / AgCl fører til en lokalt forøget pH-værdi ved reduktion af nitrat ved katoden 19, 20:

NO 3 - + H 2 O + 2e - → NO 2 - + 2OH -. (1)

Når elektrolytten Opløsningen opvarmes til 60-90 ° C, vil ZnO nanotråde dannes fra udfældet zinc hydroxid:

Zn 2 + + 2OH - → ZnO + H 2 O. (2)

Ved anvendelse af et potentiale for arbejdselektroden, som er anbragt ved pore bunden templated elektroforesecoating pH inde i pore er lokalt øget resulterer i lokal nanotråd formation. Da ZnO er en n-type halvleder, reaktionerne (1) og (2) kan fortsætte på ZnO / elektrolyt-grænsefladen, hvilket resulterer i dannelsen af et krystallinsk og tæt ZnO Nanotråd 21, 22.

Der findes flere metoder til syntese af TiO2 nanorør, men for dannelsen af en koaksial struktur ved hjælp af en sekventiel elektroforesecoating proces, den elektrokemisk inducerede sol-gel-metoden er mest velegnet. Denne metode til katodisk elektroforesecoating af TiO 2 film blev først introduceret af Natarajan et al. I 1996 23. Og var further forbedres ved Karuppuchamy et al. i 2001 19, 24. Ved hjælp af denne metode, er titanium oxysulfate (TiOSO 4) pulver opløst i en vandig opløsning af hydrogenperoxid (H 2 O 2) ved dannelsen af et peroxotitanate kompleks (Ti (O 2) SO 4):

TiOSO 4 + H 2 O 2 → Ti (O 2) SO 4 + H 2 O. (3)

Ved potentialer mere negative end -0,9 V vs Ag / AgCI pH ved elektroden overflade forøget ved reduktion af nitrat (reaktion (1)), der danner en titanhydroxid gel 19, 20:

Ti (O 2) SO 4 + 2OH -. + (X +1) H2O → TiO (OH) 2 xH 2 O + H 2 O 2 + SO 4 2 -. (4)


Natarajan et al. brugt differentiel termisk analyse for at finde, at vandet fjernes fra gelen ved 283 ° C under termisk annealing, hvilket resulterer i dannelsen af en amorf TiO2 fase 23. For en plan film, krystallisation i anatas-fasen, når temperaturen øges over 365 ° C 23, 25, mens krystallisation finder sted ved en temperatur mellem 525 og 550 ° C, når en AAO skabelon anvendes 25.

TiO (OH) 2 · xH 2 O → TiO 2 + (x +1) H 2 O. (5)

Den porediameter AAO anvendte template afgør, om en fast nanowire eller åben nanorør vil blive dannet. Aflejring i en skabelon med en lille porediameter (~ 50 nm) resulterer i nanowire dannelse 20, 26, mens anvendelse af samme metode inde i en pore med større diameter (~ 200 nm) resulterer inanorør dannelse 25. Dette skyldes, gel kollaps kan ske ved fjernelse af overskydende vand.

I begyndelsen af 1970'erne, Fujishima og Honda var den første til at udgive et system til direkte vandspaltning under UV-lys, som blev udført af en rutil elektrode koblet til en platin elektrode 27, 28. Siden da blev over 130 halvleder-materiale identificeret som photocatalysts 29-31. Af disse, titandioxid 32-36, zinkoxid 37-40, og jernoxid 41, 42 er blandt de mest intensivt undersøgte materialer. Overflade-til-volumen-forholdet af disse materialer kan øges drastisk, når der anvendes nanopartikler eller nanotråde, der fører til forbedrede fotokatalytiske effektivitet 29, 30, 43-49.

Til konstruktion af fotokatalytisk Ag | ZnO nanotråde, ZnO, som er en fotoaktiv n-type halvleder, var forbundet med Ag via sekventiel elektroforesecoating inde i samme skabelon 50 år. Inden en sådan enkelt Nanotråd er ZnO photoanode og Ag katode direkte koblet uden brug af en ekstern ledning, der forbinder elektroderne, hvilket er i modsætning til situationen i konventionelle foto-elektrokemiske celler. Dette forenkler enhed arkitektur betydeligt og øger effektiviteten ved reduktion af ohmske tab i systemet. ZnO og Ag segmenter blev koblet siden elektron affinitet ZnO (4,35 eV vs vakuum) er meget tæt på løsrivelsesenergi af Ag (4,26 eV vs vakuum). Dette inducerer dannelsen af en Schottky barriere mellem begge faser 51, som giver ophidset elektroner i overledning band ZnO at strømme til Ag, men ikke omvendt, og dermed forbyde chancen for elektron-hullers rekombination 52.. Den aktive wurtzite fase af ZnO kan dannes allerede ved 60-90 ° C, hvilket giver en nem og omkostningseffektiv måde nanowire formation. Dette er i modsætning til de fleste andre fotoaktive oxider, der kræver en mellemliggende udglødningstrin ved høje temperaturer, når foretaget via katodisk elektroafsætning.

Omdannelsen af methanol og vand til hydrogen og carbondioxid blev anvendt som en model reaktion at demonstrere brugen af en segmenteret nanowire indeholdende et metal og et metaloxid fase til autonom H2 formation under påvirkning af UV-lys. I dette eksperiment methanol anvendes som et hul scavenger som oxideres til CO2 ved ZnO segment efter Nettoreaktionen

CH3OH + H 2 O + 6h + → CO2 + 6H + (6)

hvor h + betegner en elektron hul. Protoner dannet ved ZnO-segmentet er reduceret til H2 ved Ag overflade efter reaktionen

2H + + 2e -594; H2. (7)

Da den samlede energi, der kræves for reaktioner (6) og (7) er meget mindre end den båndgab ZnO (0,7 og 3,2 eV, henholdsvis), kan denne proces finde sted uden behov for en ekstern strømkilde. Denne proces er skematisk illustreret i figur 1.

I denne protokol, er de eksperimentelle procedurer standardudformet elektroforesecoating for dannelsen af ​​segmenterede og koaksiale nanotråde, der indeholder både en metal og en halvleder fase forklaret. En procedure for dannelse af segmenterede Ag | ZnO nanotråde er skitseret, samt dannelsen af TiO2 nanorør og deres efterfølgende fyldning med Ag at give koaksiale TiO 2-Ag nanotråde. Endvidere fotokatalytiske aktivitet af Ag | ZnO nanotråde påvises ved omdannelse af en methanol / vandblanding i H2 og CO 2-gas ved bestråling med UV-lys under anvendelse af en Pd-baseredesensor til H 2 detektion. Vægten af denne protokol er på forberedelse og fotokatalytisk karakterisering af to forskelligt segmenteret metaloxid | kan metal Nanotråd moduler og en mere dybtgående behandling og et eksempel på en multifunktionel nanowire findes andetsteds 53. Den vandspaltning reaktion, der var ansat ved hjælp af de koaksiale TiO 2-Ag nanotråde kan også findes andre steder 25.

Protocol

Segmenteret Ag | ZnO Nanotråd Dannelse i PCTE Membraner

1.. PCTE Membrane Forberedelse til standardudformet Elektroforesecoating

  1. Vælg et track-ætset polycarbonat membran med en ydre porediameter på 200 nm og en tykkelse på 6 m (figur 2a). Diameteren af ​​den her anvendte membran er 25 mm.
  2. Sputter en guld lag på bagsiden af membranen (figur 2b). I dette tilfælde blev en aflejring tryk på 2 x 10 -2 mbar anvendes med Ar som spruttende gas. Brug en langsom deposition på ~ 13 nm / min. Bemærk: Denne Au lag vil blive brugt som elektrisk kontakt under elektroforesecoating.
  3. Dobbeltsidet tape til at fastgøre en lille glasplade (1,4 x 2,1 cm) oven på guld-belagt side af membranen. Til dette sættes fire små strimler af dobbeltsidet tape langs kanterne af objektglasset (figur 2c). BEMÆRK: Sørg for, at membranen er så glat som muligt, uden nogenfolder eller rynker. Denne objektglas anvendes til at sikre selektiv elektrolytisk inde membranporerne.
  4. Stick et lille stykke af kobberbånd på den del af membranen, der stikker ud fra objektglasset til mekanisk stabilitet. Da kobber tape ledende, kan den krokodille klip af den arbejdende elektrode fastgøres til kobberbånd.
  5. Hvis det er nødvendigt, forbedre vedhæftningen af ​​membranen til objektglasset ved at Teflon tape rundt om kanterne. BEMÆRK: For nedlæggelser ved stuetemperatur vedhæftningen af ​​dobbeltklæbende tape er normalt stærk nok, men det anbefales ved forhøjede temperaturer til at bruge Teflon tape så godt.

. 2. Elektroforesecoating af Ag | ZnO nanotråde

  1. Fremstilling af Ag-segmentet
    1. Fremstilles en vandig opløsning indeholdende 0,20 M AgNO3 (1,70 g pr 50 ml) og 0,10 MH 3 BO 3 (0,31 g per 50 ml). PH justeres til 1,5 ved hjælp af HNO 3.
    2. Sæt fremstilletmembran sammen med en Pt tæller elektrode og en Ag / AgCl (3 M KCI) referenceelektrode i as-fremstillede opløsning.
    3. Påfør et potentiale på 0,10 V vs Ag / AgCl referenceelektrode i 30 sek (figur 2d og 2e). BEMÆRK: Selvom hver potentiostat software vil være anderledes, bør alle programmer have input linjer som "sat potentiale" og "varighed", hvor disse værdier kan fyldes i. Der henvises til potentiostaten manual og medfølgende software for flere detaljer.
    4. Tag elektroderne fra opløsningen, og skyl dem med milli-Q vand.
  2. Fremstilling af ZnO segment
    1. Fremstilles en vandig opløsning indeholdende 0,10 M Zn (NO3) 2 · 6H 2 O (1,49 g pr 50 ml).
    2. Opløsningen opvarmes til 60 ° C under anvendelse af et vandbad, og sætte membran indeholdende Ag segment sammen med en Pt-modelektrode og Ag / AgCl referenceelektrode i den opvarmede opløsning.
      3. (figur 2d og 2e). BEMÆRK: Selvom hver potentiostat program vil være anderledes, bør alle have input linjer som "sat potentiale" og "varighed", hvor disse værdier kan fyldes i. Der henvises til potentiostaten manual og medfølgende software for flere detaljer.
    3. Tag elektroderne fra opløsningen, og skyl dem med milli-Q vand.
  3. Gentag denne procedure 4x for at få nok nanotråde til betydelig signal fra H 2 sensor.

3.. Udvinding af nanotråde og overførsel til vandig opløsning

  1. Skær membranen indeholder nanotråde fra objektglasset.
  2. Overføre denne del af membranen til en centrifuge polypropylenrør.
  3. Tilføj ~ 2 ml CH 2 Cl 2 at opløse PCTE membranen og frigive nanotråde i løsningen. Efter ~ 30 minutter membranenskal være helt opløst (figur 2f og 2g).
  4. Anvende en lille dråbe af CH 2 Cl 2-opløsning indeholdende nanotråde på en lille Si wafer til SEM-analyse.
  5. Centrifugeres den opnåede opløsning på ~ 19.000 xg i 5 minutter, fjerne overskydende CH2 CI2 og tilføj frisk CH2 CI2. Gentag processen mindst 3x for at sikre alle polycarbonat er blevet fjernet.
  6. Efter alle polycarbonat er blevet fjernet, tilsættes milli-Q-vand til nanotråde efter fjernelse af overskydende CH2 Cl2. Gentag centrifugeringen mindst 3x igen fuldstændigt at erstatte alle CH 2 Cl 2 af milli-Q vand.

Coaxial TiO 2-Ag Nanotråd Formation i AAO Membraner

4.. AAO Membrane Forberedelse til standardudformet Elektroforesecoating

  1. Tag en AAO membran med en porestørrelse på 200 nm og en tykkelse på 60 um (
  2. Sputter en guld lag på bagsiden af membranen (figur 2b). I dette tilfælde en deposition tryk på 2 x 10 -2 mbar blev anvendt med Ar som sputtering gas. Brug en langsom deposition på ~ 13 nm / min. Bemærk: Denne Au lag vil blive brugt som elektrisk kontakt under elektroforesecoating.
  3. Fastgør AAO membraner til en Au-coatede objektglas i en konfiguration som i figur 2h bruge Teflon tape. BEMÆRK: For at sikre selektiv elektroforesecoating inde membranporerne, behov AAO membranen at være knyttet til et lille glas dias i en anden konfiguration end PCTE membraner, fordi AAO membraner er for skørt til forbindelse med en krokodille klip. Når en glasplade på 3,0 x 2,5 cm anvendes, kan to membraner anvendes på én gang.
  4. Sæt et lille stykke kobber tape på Au belagt del af objektglasset for nem håndtering, når du tilslutter den elektrodes.

5.. Elektrokemisk Deposition af TiO 2-Ag nanotråde

  1. Fremstilling af en TiO2 gel
    1. Fremstilles en vandig opløsning indeholdende 0,02 M TiOSO 4 (0,16 g pr 50 ml), 0,03 MH 2 O 2 (0,13 ml pr 50 ml), 0,05 M HNO 3 (0,15 ml pr 50 ml) og 0,25 M KNO 3 (1,26 g per 50 ml).
    2. Sæt den klargjorte membran sammen med en Pt tæller elektrode og en Ag / AgCl (3 M KCI) referenceelektrode i as-fremstillede opløsning.
    3. Påfør et potentiale på -1.0 V vs Ag / AgCl referenceelektrode i 3,5 timer (figur 2d og 2e). BEMÆRK: Selvom hver potentiostat software vil være anderledes, bør alle programmer have input linjer som "sat potentiale" og "varighed", hvor disse værdier kan fyldes i. Der henvises til potentiostaten manual og medfølgende software for flere detaljer.
    4. Tag elektroderne fra opløsningen, og IKKE skyllemembranen med milli-Q-vand, da TiO 2 gel er stadig vandopløselige. De andre elektroder kan skylles med milli-Q vand.
  2. Fremstilling af koaksiale TiO 2-Ag nanowires
    1. Termisk anneale membranerne med TiO 2 gel i en ovn ved 650 ° C i 2 timer i luft.
    2. Sæt membranerne til en guld belagt objektglas.
    3. Fremstilles en vandig opløsning indeholdende 0,20 M AgNO3 (1,70 g pr 50 ml) og 0,10 MH 3 BO 3 (0,31 g per 50 ml). PH justeres til 1,5 ved hjælp af HNO 3.
    4. Sæt den klargjorte membran sammen med en Pt tæller elektrode og en Ag / AgCl (3 M KCI) referenceelektrode i as-fremstillede opløsning.
    5. Påfør et potentiale på 0,10 V vs Ag / AgCl referenceelektrode i 1,5 min (figur 2d og 2e). BEMÆRK: Selvom hver potentiostat software vil være anderledes, bør alle programmer have input linjer som "sæt potential "og" varighed ", hvor disse værdier kan fyldes i. Der henvises til potentiostaten manual og medfølgende software for flere detaljer.
    6. Tag elektroderne fra opløsningen, og skyl dem med milli-Q vand.
  3. Fremstilling af Ag nanopartikler indarbejdet i TiO 2 nanorør
    1. Varm membraner med TiO 2 gelen natten over ved 100 ° C.
    2. Fremstilles en vandig opløsning indeholdende 0,20 M AgNO3 (1,70 g pr 50 ml) og 0,10 MH 3 BO 3 (0,31 g per 50 ml). PH justeres til 1,5 ved hjælp af HNO 3.
    3. Sæt den klargjorte membran sammen med en Pt tæller elektrode og en Ag / AgCl (3 M KCI) referenceelektrode i as-fremstillede opløsning.
    4. Påfør et potentiale på 0,10 V vs Ag / AgCl referenceelektrode i 1,5 min (figur 2d og 2e). BEMÆRK: Selvom hver potentiostat software vil være anderledes, bør alle programmer have inddatalinjer lide "sæt potentiale "og" varighed ", hvor disse værdier kan fyldes i. Der henvises til potentiostaten manual og medfølgende software for flere detaljer.
    5. Tag elektroderne fra opløsningen, og skyl dem med milli-Q vand.
  4. Gentag denne procedure for at opnå mindst 10 membraner fyldt med nanotråde / nanorør til at opnå tilstrækkeligt materiale for betydelige signal fra H 2 sensor.

6.. Udvinding af nanorør og nanotråde

  1. Skær membranen indeholder nanorør eller nanotråde fra objektglasset.
  2. Overføre denne del af membranen i en centrifuge polypropylenrør.
  3. Læg ~ 2 ml af en vandig opløsning indeholdende 1,0 M NaOH for at opløse AAO membran og frigive nanorør eller nanotråde i opløsningen. Efter ~ 2 timer, skal membranen være helt opløst (figur 2f og 2g).
  4. Centrifugeres den opnåede opløsning på ~ 19.000 xg i 5 min, fjerne den overdrevne NaOH-opløsning og tilføje frisk milli-Q vand. Gentag processen mindst 3x for at sikre alle NaOH er blevet fjernet.
  5. Efter alt NaOH er blevet fjernet, kan den vandige suspension skal anvendes til H 2 formation eksperimenter.
  6. Alternativt tilsættes CH 2 Cl 2 eller et andet flygtigt opløsningsmiddel til nanorør og nanotråde efter fjernelse af overskydende vand til visualisering af de tilberedte nanorør eller nanotråde med SEM. Gentag centrifugeringen mindst 3x fuldstændigt at erstatte alt vand af de flygtige opløsningsmidler. Deponere en lille dråbe af opløsningen indeholdende nanorør eller nanotråde på en lille Si wafer.

H 2 Opstilling Eksperimenter

7.. Forberedelse af Hydrogen Sensor

  1. Tag en Pd-baserede brint sensor.
  2. Anbring sensoren inde i en NS-stik, der passer på toppen af ​​en kvarts rør.
  3. Tilslut sensoren til en standard wheatstonebro som illustrereti figur 3.

8.. Photocatalytic Hydrogen Formation

  1. Sæt den vandige nanowire opløsning i en 72 ml kvartsrør. Tilsæt mere vand, indtil i alt 10 ml vand er inde i kvartsrøret. Derefter tilsættes 40 ml methanol.
  2. Start optagelse signalet fra Pd baserede H 2 sensor, før det placeres på toppen af kvarts røret og overvåge variationer i signalet.
  3. Efter ~ 200 sek af stabilt signal, sætte H2 føleren oven kvartsrøret samtidig tænde UV-lyskilde til at starte den egentlige måling. BEMÆRK: I disse eksperimenter blev UV-kilden er placeret 10-15 cm fra prøven.

Representative Results

Under elektroforesecoating kan den nuværende, der er målt mellem arbejds-og modelektroderne visualiseres i en IT-kurve. Da den nuværende er direkte relateret til mængden af ​​deponeret materiale via Faradays lov, er den observerede nuværende er en vigtig indikation af, hvordan deposition provenuet. Typiske It kurver for aflejring af Ag | ZnO og TiO 2-Ag nanotråde er vist i figur 4. Typiske SEM billeder af Ag |. ZnO nanotråde, TiO2 nanorør, en koaksial TiO 2-Ag nanotråd og TiO 2 / Ag nanorør kan være findes i figur 5 og figur 6, hhv.

Ved hjælp af elektrokemisk inducerede sol-gel-fremgangsmåde til afsætning af en titania gel på indersiden af ​​skabelonen og sekventiel elektroafsætning af Ag kan resultere i to forskellige strukturer afhængigt af den anvendte temperatur til at tørre gelen. Tørring af gelen natten over ved 100 ° C resulterer i Condensation af gelen, forhindrer det genopløses i vand. Da ingen tætte rørform endnu har dannet ved denne temperatur, er Ag kerner aflejres inde titania gel. Efterfølgende udglødning ved 650 ° C resulterer i dannelsen af Ag nanopartikler indgår i en TiO2 nanorør (figur 6c), siden sammenbruddet af Titania gel forårsager Ag nanopartikler til at blive transporteret til porevæggene. I modsætning hertil, høj temperatur annealing af titania gel før Ag elektroforesecoating fører til dannelse af fast TiO2 nanorør. I dette tilfælde kunne Ag nanotråde deponeres inde i disse rør, der fører til dannelsen af TiO 2-Ag nanotråde med en koaksial arkitektur (figur 6b).

Aktiviteten af ​​det segmenterede Ag | ZnO nanotråde i fotokatalytisk vandspaltning kan undersøges ved hjælp af en methanol / vand-opløsning under UV-belysning, hvor methanol fungerer som et hul ådselsæder. En teknisk simple metode til påvisning af gasformigt hydrogen udviklet ud fra den opløsning opnås ved at placere en H2 sensor direkte over opløsningen (figur 7). Dette eksperiment kun registrerer mængden af H2 nå sensoren, så den faktiske mængde dannet H 2 kan være højere, da nogle H 2 vil forblive opløst i methanol / vand-fasen. Signalet som detekteres af sensoren er vist i figur 8a. Figur 8b viser det samme signal efter transformation til den tidsramme faktiske H 2 formation. Når UV-lyskilde blev tændt (t = 17,5 min i figur 8a), og signalet falder betydeligt som følge af lysfølsomhed sensoren. Lige efter dette fald i signal, starter reaktionen, og dermed dette øjeblik blev defineret som t = 0 min i figur 8b, og den tilsvarende signal blev defineret som 0 V. Under UV-eksponering af reagensglasset, var det også tydeligt, at lille gas bubbles blev dannet. Da sensoren er lidt cross-følsom over for methanol, blev målingen af ​​en reference prøve uden nanotråde også inkluderet. Under UV-belysning, Figur 8 viser, at signalet fra prøven med nanowires er højere end signalet fra referenceprøven.

Stigningen i potentialet er et relativt mål for mængden af gasformige H 2, der danner og udvikler sig fra opløsningen. For at give et kvantitativt skøn for mængden af udviklet H2 blev den potentielle reaktion af sensoren fra fotokatalytiske eksperimenter i forhold til sit svar i en 4 vol% H2 i N2 gasstrøm. Fra sammenligning blev det anslået, at 17 min af UV-belysning af Ag | ZnO nanotråde resulterede i dannelsen af cirka 0,2 vol% H2 i gasmængden over løsningen. Da ~ 0,1 g nanotråde blev brugt, svarer det til en H2 evolution på 6,92 x 10 -6 Mol / time · g. Som reference blev der eksperimenter med enfasede ZnO eller Ag nanotråde også udføres. Disse eksperimenter, ikke er vist her, gav ikke nogen indikation af H2 formation; hverken fra gas boble dannelse eller fra sensor signal.

Figur 1
Figur 1 Working princip om segmenteret Ag | ZnO Nanotråd i fotokatalytisk vandspaltning:. (A) skematisk, og (b) energi diagram. Når UV-lyset absorberes af ZnO-segmentet er en elektron-hul par dannet. De som dannede elektroner tilflyde Ag fase, hvor de forbruges i en elektrokemisk reduktion halv-reaktion. Hole ophold i ZnO segment, hvor den forbruges i en oxidativ halve reaktion.få = "_blank"> Klik her for at se større billede.

Figur 2
Figur 2. Skematisk repræsentation af de på hinanden følgende trin tages for nanotråd syntese.

Figur 3
Figur 3.. Typisk driftkredsløb af H 2-sensor med wheatstonebro. I denne ordning, ben 1 til 4 henvises til ledningsføring af sensoren (ben 1 er sort, ben 2 er blå, ben 3 er hvid, ben 4 er brun ), R h er modstanden af ovnen (150 ± 50 Ω), R R er modstanden af referencen (1.500 ± 500 Ω), er R s modstand sensoren (1, 000 ± 250 Ω). Sensoren er forbundet til en 12 V strømkilde, således at 0,5 til 1,0 V anvendes til varmelegemet og 2,7 V påføres Wheatstone broen. V ud er forbundet med multimeter / potentiostat. Modstanden siden ben 2 er variabel og kan justeres med henblik på at opnå en passende baseline.

Figur 4
Figur 4 Typiske det kurver (a) Ag |.. ZnO Nanotråd deposition, og (b), TiO 2-Ag nanowire deposition mellemværker viser en forstørret kurve af aflejringen af Ag segment (a) eller Ag kerne (b). Klik her for at se større billede.


. Figur 5. Scanning Electron Microscopy (SEM) billede af aksialt segmenteret ZnO | Ag nanotråde.

Figur 6
Figur 6.. SEM billeder af (a) TiO2 nanorør, (b), coaxial TiO 2-Ag nanowire og (c) TiO 2 / Ag nanorør. Klik her for at se større billede.

Figur 7
Figur 7.. Typisk opsætning til påvisningH2 gas udviklet sig fra fotokatalytiske nanotråde. Pd baseret H 2 føleren er placeret i NS prop af kvartscuvette og forbundet til en forstærker (se figur 3). Forstærkeren drives af en 12 V strømkilde og signalet fra sensoren læses af et multimeter (eller potentiostat) forbundet til en computer til grafisk gengivelse af det opnåede signal. Klik her for at se større billede.

Figur 8
Figur 8 svar fra H 2 sensoren under UV-bestråling af Ag |.. ZnO nanotråde i en methanol / vand-opløsning (rød linje) og reference eksperiment uden nanotråde (blå linje) (a) Signal målt vedsensor; (B) Signal under H2 formation, hvor datapunkt ved t = 17,5 min af (a) blev defineret som starten på reaktionen i (b). Klik her for at se større billede.

Figur 9
. Figur 9. SEM billede af photocorroded Ag | ZnO Nanotråd efter 48 timers af UV-belysning.

Discussion

Meget vigtigt i templated elektroaflejring af nanotråde er isolering af bagsiden af ​​guldelektroden forstøvet på toppen af ​​membranen. Uden isolering, vil materialet fortrinsvis aflejres på guld overflade på bagsiden af ​​membranen i stedet for inde i porerne. Dette skyldes, at diffusion af ioner til en flad elektrode er meget hurtigere end diffusion ind i membranens porer. En anden ulempe ved aflejring på begge sider af guldelektroden er, at det opnåede Det kurven ikke kan relateres til mængden og længden af ​​de deponerede nanotråde. I figur 4, kan identificeres flere trin til udfældning af Ag segment (a) eller Ag kerne (b). Den første etape af hver elektroforesecoating eksperiment oplades af den elektriske dobbelt lag, som er ledsaget af en pludselig stigning i strøm, der langsomt falder som den elektriske dobbeltlag når sin ligevægt. Som PCTE membran pores fra Whatman har en cigar-form, strømmen stiger i den anden fase, overfladeareal deposition øges, hvilket fører til udfældning af mere materiale på samme tid, og hurtigere levering af reaktanter, idet overfladen af ​​nanotråden kommer tættere på indgangen membranporerne. I tredje fase, at ændringen i overfladearealet er minimal, hvilket fører til en mindre hældning stigende strøm, eftersom kun effekten af ​​hurtigere reaktant udbuddet er synlig i denne fase.

Bemærk venligst, at i tilfælde af at deponere segmenterede nanotråde, der indeholder både en metal og en oxid-segment, bør rækkefølgen af ​​elektroforesecoating inde i porerne bestemmes ved at tage opløseligheden af ​​de deponerede faser i hinandens løsning eksplicit i betragtning. I dette tilfælde blev Ag segment deponeret før ZnO segmentet ZnO ville opløses i den sure AgNO3-opløsning. I tilfælde af dannelse af en segmenteret nanowire indeholdende et ædelmetal og en mindre noble én, fx Pt og Ni, den galvaniske udskiftning reaktion Ni af Pt bør tages i betragtning. Dette galvaniske udskiftning reaktion kan undertrykkes ved hjælp af en større overspænding som beskrevet i en tidligere publikation 54.

Valget for at bruge enten PCTE eller AAO membraner til Nanotråd eller nanorør syntese er normalt baseret på, hvorvidt en termisk annealingtrin ønskes for materiale valg. Uden nødvendigheden af ​​et annealingstrin, PCTE membraner er lettere at håndtere og relativt gode membraner kan opnås kommercielt. For høj temperatur annealing, der kræves anvendelse af AAO membraner. Disse membraner er ikke så fleksible som de polycarbonatmembraner og er meget skørt. Nogle kommercielle AAO membraner er tilgængelige, men kvaliteten af ​​hjemmelavet AAO membraner ved hjælp af en 2-trins anodisering er meget bedre. Til dette er tilgængelige 55,56 flere opskrifter.

Pd-baserede H2 2 har dannet eller ej. Desværre er det ikke egnet til kvantitative målinger på grund af sin cross-følsomhed over for flygtige opløsningsmidler, såsom methanol, den iboende evne til at detektere opløst H2 i methanol / vand-opløsning, og den ikke-lineære respons, som ses i form af kurverne i fig. 8. kvantitative målinger kan udføres i en opsætning med en GC indløb forbundet til hovedet rummet over methanol / vand-blanding, som er specialiseret udstyr, som ikke findes i hvert laboratorium.

H 2 dannelse ved hjælp af Ag | ZnO nanotråde typisk ophørte efter ~ 48 hr af UV-belysning som det fremgår af opsagt gas boble dannelse. Årsagen til dette tab af aktivitet er photocorrosion ZnO ifølge den følgende reaktion 57-60:

ZnO + 2h + → Zn2 + +1/2 O 2 (8)

Et SEM billede af photocorroded Ag |. ZnO nanotråde er vist i figur 9. Som det kan ses af denne figur, skal overfladen af ZnO-segmentet blev meget grovere ved UV-belysning i forhold til de som syntetiserede ledninger i figur 5 Når suspension anden. batch af Ag | ZnO nanotråde i den samme opløsning i mørke i 48 timer, ingen tegn på korrosion blev fundet. Dette bekræftede, at den observerede korrosion faktisk skyldtes photocorrosion og ikke fra elektrolytisk korrosion. I litteraturen er der rapporteret flere metoder til hæmning af ZnO photocorrosion, herunder hybridisering af ZnO nanopartikler med et monolag af polyaniline eller C 60 og podning af ZnO nanorods på TiO2 nanorør 59,61,62.

Templated elektroforesecoating af aksialt eller radialt segmenteret nanotråde er en perfekt platform for deposition af multisegmented nanowires der er i stand til at udføre mere end én funktion på én gang, hvor Ag | ZnO segmenter kan anvendes som fotokatalytiske elementer. I en tidligere publikation blev et SEM billede af en enkelt Nanotråd indeholdende seks segmenter introduceret: Pt | Au | pt | Ni | Ag | ZnO. En sådan nanowire kunne bruges til autonom bevægelse (Pt | Au | Pt), magnetisk styring (Ni) og photocatalytic H 2 dannelse (Ag | ZnO) 53.

I sammendrag, en enkel protokol til syntese af segmenterede Ag | ZnO nanotråde og koaksiale TiO 2-Ag nanotråde efter templated elektroafsætning tilvejebringes. En semi-kvantitativ metode til at bestemme den fotokatalytiske aktivitet af sådanne nanotråde blev påvist ved hjælp af fotokatalytisk omdannelse af methanol og vand i H2 og CO 2 under UV-belysning. Det er meningen, at disse metaloxid-metal nanotråde kan bruges i multifunktionelle nanotråde og andre Nanotråd enheder.

Acknowledgments

Finansiel støtte fra Chemical Sciences opdeling af det nederlandske Organisation for Videnskabelig Forskning (NWO-CW) inden for rammerne af TOP-programmet anerkendes.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Silver nitrate (AgNO3) Acros Organics 419351000 99+%
Boric acid (H3BO3) Sigma-Aldrich 202878-500G 99.99%
Nitric acid (HNO3) Acros Organics 124660010 65%
Zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO3)2·6H2O) Sigma-Aldrich 228737-500G 98%
Dichloromethane (CH2Cl2) Merck (Boom) 51006050100 99%
Titanium oxysulfate (TiOSO4) Sigma-Aldrich 333980-500G Synthesis grade
Hydrogen peroxide (H2O2) Sigma-Aldrich 349887-500ML 35%
Nitric acid (HNO3) Acros Organics 124660010 65%
Potassium nitrate (KNO3) Acros Organics P/6040/60 >99%
Sodium hydroxide (NaOH) Sigma-Aldrich 20606-0025 >98%
Methanol (CH3OH) Merck 1060121000 Dried ≥99.9%
Polycarbonate membranes, 200 nm Fisher Scientific 09-300-61
Anopore AAO membranes, 200 nm VWR 514-0523
Sputtering system Perkin-Elmer Model 2400
Microscope glass slides (Menzel) VWR 631-0704
Autolab potentiostat with: Metrohm-Autolab PGSTAT 128N
- Pt sheet counter electrode PT.SHEET
- Ag/AgCl in 3 M KCl reference electrode 60,733,100
Polypropylene Nunc centrifuge tubes Fisher Scientific 12-565-286C
Centrifuge Hermle Z36HK
Pd-based hydrogen sensor Kebaili KHS-100
4x 15 W Hg lamp UV source Philips Philips original home solaria

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kuppler, R. J., et al. Potential applications of metal-organic frameworks. Coordination Chemistry Reviews. 253, 3042-3066 (2009).
  2. Hsu, C. L., et al. vertically Al-doped ZnO nanowires synthesized on ZnO:Ga/glass templates. Journal of The Electrochemical Society. 152, (2005).
  3. Maas, M. G., Rodijk, E. J. B., Maijenburg, W., ten Elshof, J. E., Blank, D. H. A. Photocatalytic segmented nanowires and single-step iron oxide nanotube synthesis: Templated electrodeposition as all-round tool. MRS Proceedings. , Boston, MA. 1-6 (2010).
  4. Mallouk, T. E., Sen, A. Powering nanorobots: Catalytic engines enable tiny swimmers to harness fuel from their environment and overcome the weird physics of the microscopic world. Scientific American. 300, 72-77 (2009).
  5. Matei, E., Ion, L., Antohe, S., Neumann, R., Enculescu, I. Multisegment CdTe nanowire homojunction photodiode. Nanotechnology. 21, (2010).
  6. Matei, E., et al. Sequential Deposition Of Multisegment Nanowires. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 5, 1067-1076 (2010).
  7. Maas, M. G., Rodijk, E. J. B., Maijenburg, A. W., Blank, D. H. A., ten Elshof, J. E. Microstructure development in zinc oxide nanowires and iron oxohydroxide nanotubes by cathodic electrodeposition in nanopores. Journal of Materials Research. 26, 2261-2267 (2011).
  8. Jiang, H. L., Singh, S. K., Yan, J. M., Zhang, X. B., Xu, Q. Liquid-Phase chemical hydrogen storage: Catalytic hydrogen generation under ambient conditions. ChemSusChem. 3, 541-549 (2010).
  9. Kubas, G. J. Hydrogen activation on organometallic complexes and H2 production, utilization, and storage for future energy. Journal of Organometallic Chemistry. 694, 2648-2653 (2009).
  10. Penner, R. M., Martin, C. R. Preparation and electrochemical characterization of ultramicroelectrode ensembles. Analytical. 59, 2625-2630 (1987).
  11. Hurst, S. J., Payne, E. K., Qin, L., Mirkin, C. A. Multisegmented one-dimensional nanorods prepared by hard-template synthetic methods. Angewandte Chemie - International Edition. 45, 2672-2692 (2006).
  12. Cui, J. B., Gibson, U. J. Electrodeposition and room temperature ferromagnetic anisotropy of Co and Ni-doped ZnO nanowire arrays. Applied Physics Letters. 87, 1-3 (2005).
  13. Lai, M., Riley, D. J. Templated electrosynthesis of zinc oxide nanorods. Chemistry of Materials. 18, 2233-2237 (2006).
  14. Zheng, M. J., Zhang, L. D., Li, G. H., Shen, W. Z. Fabrication and optical properties of large-scale uniform zinc oxide nanowire arrays by one-step electrochemical deposition technique. Chemical Physics Letters. 363, 123-128 (2002).
  15. Sima, M., Enculescu, L., Enache, M., Vasile, E., Ansermet, J. P. ZnO:Mn:Cu nanowires prepared by template method. Physica Status Solidi (B) Basic Research. 244, 1522-1527 (2007).
  16. Leprince-Wang, Y., Wang, G. Y., Zhang, X. Z., Yu, D. P. Study on the microstructure and growth mechanism of electrochemical deposited ZnO nanowires. Journal of Crystal Growth. 287, 89-93 (2006).
  17. Leprince-Wang, Y., Yacoubi-Ouslim, A., Wang, G. Y. Structure study of electrodeposited ZnO nanowires. Microelectronics Journal. 36, 625-628 (2005).
  18. Ramirez, D., Pauporte, T., Gomez, H., Lincot, D. Electrochemical growth of ZnO nanowires inside nanoporous alumina templates. A comparison with metallic Zn nanowires growth. Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science. 205, 2371-2375 (2008).
  19. Karuppuchamy, S., Nonomura, K., Yoshida, T., Sugiura, T., Minoura, H. Cathodic electrodeposition of oxide semiconductor thin films and their application to dye-sensitized solar cells. Solid State Ionics. 151, 19-27 (2002).
  20. Miao, Z., et al. Electrochemically Induced Sol-Gel Preparation of Single-Crystalline TiO2 Nanowires. Nano Letters. 2, 717-720 (2002).
  21. Otani, S., Katayama, J., Umemoto, H., Matsuoka, M. Effect of bath temperature on the electrodeposition mechanism of zinc oxide film from zinc nitrate solution. Journal of the Electrochemical Society. 153, (2006).
  22. Yoshida, T., Komatsu, D., Shimokawa, N., Minoura, H. Mechanism of cathodic electrodeposition of zinc oxide thin films from aqueous zinc nitrate baths. Thin Solid Films. , (2004).
  23. Natarajan, C., Nogami, G. Cathodic electrodeposition of nanocrystalline titanium dioxide thin films. Journal of the Electrochemical Society. 143, 1547-1550 (1996).
  24. Karuppuchamy, S., et al. Cathodic electrodeposition of TiO2 thin films for dye-sensitized photoelectrochemical applications. Chemistry Letters. , 78-79 (2001).
  25. Maijenburg, A. W., et al. Electrochemical synthesis of coaxial TiO2-Ag nanowires and their application for photocatalytic water splitting. Journal of Materials Chemistry A. 2, 2648-2656 (2014).
  26. Wu, X. J., et al. Electrochemical synthesis and applications of oriented and hierarchically quasi-1D semiconducting nanostructures. Coordination Chemistry Reviews. 254, 1135-1150 (2010).
  27. Fujishima, A., Honda, K. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. Nature. 238, 37-38 (1972).
  28. Fujishima, A., Kohayakawa, K., Honda, K. Hydrogen Production under Sunlight with an Electrochemical Photocell. Journal of The Electrochemical Society. 122, 1487-1489 (1975).
  29. Kudo, A., Miseki, Y. Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting. Chemical Society Reviews. 38, 253-278 (2009).
  30. Navarro Yerga, R. M., Consuelo Álvarez Galván, M., del Valle, F., Villoria de la Mano, J. A., Fierro, J. L. Water splitting on semiconductor catalysts under visiblelight irradiation. ChemSusChem. 2, 471-485 (2009).
  31. Osterloh, F. E. Inorganic materials as catalysts for photochemical splitting of water. Chemistry of Materials. 20, 35-54 (2008).
  32. Khan, S. U. M., Al-Shahry, M., Ingler Jr, W. B. Efficient photochemical water splitting by a chemically modified n-TiO2. Science. 297, 2243-2245 (2002).
  33. Lin, W. C., Yang, W. D., Huang, I. L., Wu, T. S., Chung, Z. J. Hydrogen production from methanol/water photocatalytic decomposition using Pt/TiO2-xnx catalyst. Energy and Fuels. 23, 2192-2196 (2009).
  34. Ni, M., Leung, M. K. H., Leung, D. Y. C., Sumathy, K. A review and recent developments in photocatalytic water-splitting using TiO2 for hydrogen production. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 11, 401-425 (2007).
  35. Rajeshwar, K. Hydrogen generation at irradiated oxide semiconductor-solution interfaces. Journal of Applied Electrochemistry. 37, 765-787 (2007).
  36. Service, R. F. Chemistry: Catalyst boosts hopes for hydrogen bonanza. Science. 297, 2189-2190 (2002).
  37. Gupta, M., et al. Preparation and characterization of nanostructured ZnO thin films for photoelectrochemical splitting of water. Bulletin of Materials Science. 32, 23-30 (2009).
  38. He, J. H., et al. Electrical and photoelectrical performances of nano-photodiode based on ZnO nanowires. Chemical Physics Letters. 435, 119-122 (2007).
  39. Maeda, K., Domen, K. Solid solution of GaN and ZnO as a stable photocatalyst for overall water splitting under visible light. Chemistry of Materials. 22, 612-623 (2010).
  40. Yang, X., et al. Nitrogen-doped ZnO nanowire arrays for photoelectrochemical water splitting. Nano Letters. 9, 2331-2336 (2009).
  41. Ekambaram, S. Photoproduction of clean H2 or O2 from water using oxide semiconductors in presence of sacrificial reagent. Journal of Alloys and Compounds. 448, 238-245 (2008).
  42. Mohapatra, S. K., John, S. E., Banerjee, S., Misra, M. Water photooxidation by smooth and ultrathin R-Fe2O3 nanotube arrays. Chemistry of Materials. 21, 3048-3055 (2009).
  43. Best, J. P., Dunstan, D. E. Nanotechnology for photolytic hydrogen production: Colloidal anodic oxidation. International Journal of Hydrogen Energy. 34, 7562-7578 (2009).
  44. Hochbaum, A. I., Yang, P. Semiconductor nanowires for energy conversion. Chemical Reviews. 110, 527-546 (2010).
  45. Kudo, A. Recent progress in the development of visible light-driven powdered photocatalysts for water splitting. International Journal of Hydrogen Energy. 32, 2673-2678 (2007).
  46. Li, J., Zhang, J. Z. Optical properties and applications of hybrid semiconductor nanomaterials. Coordination Chemistry Reviews. 253, 3015-3041 (2009).
  47. Yi, H., Peng, T., Ke, D., Zan, L., Yan, C. Photocatalytic H2 production from methanol aqueous solution over titania nanoparticles with mesostructures. International Journal of Hydrogen Energy. 33, 672-678 (2008).
  48. Zäch, M., Hägglund, C., Chakarov, D., Kasemo, B. Nanoscience and nanotechnology for advanced energy systems. Current Opinion in Solid State and Materials Science. 10, 132-143 (2006).
  49. Zhu, J., Zäch, M. Nanostructured materials for photocatalytic hydrogen production. Current Opinion in Colloid and Interface Science. 14, 260-269 (2009).
  50. Martin, C. R. Nanomaterials: A membrane-based synthetic approach. Science. 266, 1961-1966 (1994).
  51. Nozik, A. J. Photochemical diodes. Applied Physics Letters. 30, 567-569 (1977).
  52. Bahnemann, D. W., Kormann, C., Hoffmann, M. R. Preparation and characterization of quantum size zinc oxide: A detailed spectroscopic study. Journal of Physical Chemistry. 91, 3789-3798 (1987).
  53. Maijenburg, A. W., et al. Hydrogen generation from photocatalytic silver|zinc oxide nanowires: Towards multifunctional multisegmented nanowire devices. Small. 7, 2709-2713 (2011).
  54. Maijenburg, A. W., et al. Electrodeposition of micropatterned NiPt multilayers and segmented NiPtNi nanowires. Electrochimica Acta. 81, 123-128 (2012).
  55. Masuda, H., Yada, K., Osaka, A. Self-ordering of cell configuration of anodic porous alumina with large-size pores in phosphoric acid solution. Japanese Journal of Applied Physics, Part 2: Letters. , (1998).
  56. Nielsch, K., Müller, F., Li, A. P., Gösele, U. Uniform nickel deposition into ordered alumina pores by pulsed electrodeposition. Advanced Materials. 12, 582-586 (2000).
  57. Chen, X., et al. Fabrication of sandwich-structured ZnO/reduced graphite oxide composite and its photocatalytic properties. Journal of Materials Science. 45, 953-960 (2010).
  58. Doménech, J., Prieto, A. Stability of ZnO particles in aqueous suspensions under UV illumination. Journal of Physical Chemistry. 90, 1123-1126 (1986).
  59. Fu, H., Xu, T., Zhu, S., Zhu, Y. Photocorrosion inhibition and enhancement of photocatalytic activity for ZnO via hybridization with C60. Environmental Science and Technology. 42, 8064-8069 (2008).
  60. Kislov, N., et al. Photocatalytic degradation of methyl orange over single crystalline ZnO: Orientation dependence of photoactivity and photostability of ZnO. Langmuir. 25, 3310-3315 (2009).
  61. Lei, Y., et al. Fabrication, characterization, and photoelectrocatalytic application of ZnO nanorods grafted on vertically aligned TiO2 nanotubes. Journal of Physical Chemistry C. 113, 19067-19076 (2009).
  62. Zhang, H., Zong, R., Zhu, Y. Photocorrosion inhibition and photoactivity enhancement for zinc oxide via hybridization with monolayer polyaniline. Journal of Physical Chemistry C. 113, 4605-4611 (2009).

Tags

Fysik Multikomponent nanotråde elektrokemi sol-gel processer fotokatalyse fotokemi H
Fremstilling og anvendelse af fotokatalytisk Active Segmenteret Ag | ZnO og koaksial TiO<sub&gt; 2.</sub&gt;-AG nanotråde lavet af standardudformet Elektroforesecoating
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Maijenburg, A. W., Rodijk, E. J. B., … More

Maijenburg, A. W., Rodijk, E. J. B., Maas, M. G., ten Elshof, J. E. Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition. J. Vis. Exp. (87), e51547, doi:10.3791/51547 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter