Esta investigación fue apoyada por el Programa I-CORE de la Comisión de Planificación y Presupuesto y la Fundación de Ciencias de Israel (Subvención Nº 152/11). Agradecemos a la Facultad de Química y Schulich el Technion - Israel Institute of Technology para el paquete de laboratorio y puesta en marcha renovado. Agradecemos también a la Real Sociedad de Química de permiso en la adaptación de los materiales de http://dx.doi.org/10.1039/C4TA06164K para su uso en este manuscrito. El Dr. Kalisman agradece a la beca postdoctoral Schulich por su apoyo. Agradecemos al Dr. Yaron Kauffmann por su ayuda con HR-TEM y HAADF así como el Dr. Kamira Weinfeld por su ayuda en la caracterización de XPS.

1. Síntesis de 21 puntos cuánticos <ol><li> Preparación de TOP: Se Precursor <ol><li> Combinar 58 mg de polvo de Se con 0,360 g de tri-n-octilfosfina (TOP) en un vial con un septo. </li><li> Sonicar el TOP: Se mezcla hasta que quede claro sin sólidos. </li></ol></li><li> Síntesis de CdSe <ol><li> Combinar 3,0 g de óxido de trioctilfosfina (TOPO), 280 mg de N-octadecylphosphonic ácido (ODPA), y 60 mg CdO con un 3 mm x 8 mm barra de agitación cilíndrico en un matraz de 25 ml de 3 bocas de fondo redondo equipado con un termopar (insertado en un adaptador de vidrio de encargo), un condensador de reflujo con una unión en T (centro cuello), y un tabique de caucho. Monte todas las juntas de vidrio-vidrio con grasa de vacío de alta temperatura. Conecte la unión en T a una línea Schlenk en un extremo que se puede conmutar entre un gas inerte limpio y vacío, mientras se conecta el otro extremo a un burbujeador. Precaución: CDO es muy tóxico y debe ser pesada, y se añadió al matraz de fondo redondo cerrado dentro de un environment tal como una caja de guantes. </li><li> Colocar el aparato matraz de fondo redondo en una manta de calefacción, y purgar con gas inerte. </li><li> Calentar los sólidos en el matraz de fondo redondo de 150 ° C, haciendo seguro de comenzar agita vigorosamente una vez que los compuestos se funden (alrededor de 60-80 ° C). Con el fin de evitar rebasamiento de la temperatura objetivo, el calor a 100 ° C y después 150 ° C una vez que la velocidad de calentamiento se ralentiza o se estabiliza. </li><li> Desgasificar la mezcla bajo vacío (a 150 ° C) durante al menos 1 h mientras todavía se agitaba. Asegúrese de que la unión en T que no está abierto al pelele o el aceite va a dejarse atrapar en el matraz y la línea de Schlenk. Al pasar de gas al vacío tener cuidado de hacer la transición lentamente para evitar que más de un punto de ebullición. </li><li> Vuelva a llenar el matraz con gas inerte (y continuará fluyendo gas a través de la muestra) y aumentar la temperatura a 350 ° C. La solución debe girar clara medida que se calienta, y el exceso de sólidos en la pared del matraz puede ser recogido por una cuidadosa remolino del matraz. </li&gt; <li> Inyectar 1,5 g de TOP en el matraz a través del septo. Deje que la temperatura de la solución se estabilice antes de proceder. Nota: Trate de minimizar la cantidad de aire / humedad inyectado por mantener la tapa en un vial septos en atmósfera inerte, e inyectarla tan pronto como sea posible. </li><li> Inyectar todo el TOP: Se mezcla (preparado en la sección 1.1) en el matraz a través del tabique, con una aguja ancha para inyectar el TOP: Se forma más rápida y más uniforme posible. </li><li> Deje que la reacción continúe durante el tiempo deseado, y retirar de la camisa de calentamiento. <ol><li> Para semillas muy pequeñas, retirar del fuego justo antes de inyectar. Para las semillas más grandes sacar el matraz del calor inmediatamente después de la inyección de TOP: Se o después de esperar hasta 3 min. Ya esperar como resultado semillas más grandes. </li></ol></li><li> Dejar que la reacción de enfriar a unos 100 ° C e inyectar aproximadamente 5 ml de tolueno desgasificado. Transferir la solución a un vial bajo una atmósfera inerte para la limpieza. Note: Para simplificar este proceso de 10 ml de tolueno se pueden colocar en un vial de 20 ml con un septo bajo un flujo constante de gas inerte. Utilice aproximadamente la mitad de esta tolueno para inyectar en la mezcla de enfriamiento, y luego transferir la mezcla enfriada de nuevo en este vial. </li><li> Limpieza de semillas <ol><li> Ponga la solución en un tubo de centrífuga de 50 ml. </li><li> Añadir metanol (aproximadamente 5 ml) para precipitar las semillas de la mezcla de tolueno. </li><li> Se centrifuga a 3.400 g durante 5 min. </li><li> Decantar el sobrenadante claro y volver a disolver el precipitado en tolueno (5-10 ml). </li><li> Repita los pasos 1.2.10.2 1.2.10.4 a través de al menos tres veces en total. </li></ol></li><li> Se diluye una pequeña alícuota de las semillas en tolueno con el fin de medir la absorbancia ultravioleta-visible (UV-Vis) entre 350-800 nm. Usa los picos para determinar la concentración y el tamaño de las semillas CdSe como se describe en la literatura 22. </li></ol></li></ol> 2. Síntesis de Granados Rods 21 <ol><li> Preparación de TOP: S Precursor <ol><li> Combinar 1,2 g de S con 15 g de TOP en un vial con una barra de agitación. </li><li> Revuelva hasta que quede transparente sin sólidos (por lo general al menos 24 h). </li><li> Mida 0,62 g de esta mezcla en un vial con un septo. </li></ol></li><li> Preparación de TOP: CdSe Precursor <ol><li> Medir el volumen apropiado de semillas CdSe de la etapa 1 (basado en el pico de UV-Vis) en un vial con un septo. Nota: Para una concentración calculada de 5x10 -5 semillas con 2,25 nm (ambos valores calculados a partir de la radiación UV-Vis 22), utilice 300 l de solución. </li><li> Se evapora el tolueno usando una línea de vacío hasta que las semillas estén secas. No deje al vacío durante más de 5-10 minutos una vez seco, ya que esto puede degradar la calidad de las semillas. </li><li> Re-disolver todas las semillas secas en 0,5 g de TOP. </li></ol></li><li> Síntesis de CdSe @ Cds <ol><li> Combinar 60 mg propilfosfónico (PPA), 3,35 g TOPO, 1,080 g PAOA, y 230 mg CdO con un 3 mm x 8 mm barra de agitación cilíndrico en un matraz de 25 ml de 3 bocas de fondo redondo equipado con un termopar (insertado en un adaptador de vidrio de encargo), un condensador de reflujo con un (cuello centro de unión en T ), y un tabique de caucho. Monte todas las juntas de vidrio-vidrio con grasa de vacío de alta temperatura. Conecte la unión en T a una línea Schlenk en un extremo que se puede conmutar entre un gas inerte limpio y vacío, mientras se conecta el otro extremo a un burbujeador. Precaución: CDO es muy tóxico y debe ser pesado y se añade a la parte inferior redonda dentro de un ambiente cerrado, tal como una caja de guantes. PPA se regula en algunos países y puede ser reemplazado por ácido butilfosfónico (BPA, 72 mg) o ácido hexylphosphonic (HPA, 80 mg), a pesar de BPA y HPA generalmente resultan en varillas más cortas. </li><li> Colocar el aparato matraz de fondo redondo en una manta de calefacción, y purgar con gas inerte. </li><li> Calentar los sólidos en el matraz de fondo redondo de 120 ° C, haciendo seguro de comenzar agita vigorosamente una vez que el compounds de fusión (alrededor de 60-80 ° C). Con el fin de evitar rebasamiento de la temperatura objetivo, el calor a 90 ° C y después 120 ° C una vez que la velocidad de calentamiento se ralentiza o se estabiliza. </li><li> Desgasificar la mezcla bajo vacío (a 120 ° C) durante al menos ½ hora mientras que todavía se agitaba. <ol><li> Asegúrese de que la unión en T que no está abierto al pelele o el aceite va a dejarse atrapar en el matraz y la línea de Schlenk. Al pasar de gas al vacío tener cuidado de hacer la transición lentamente para evitar que más de un punto de ebullición. Utilice una trampa fría de nitrógeno líquido (LN 2) para un mejor vacío. </li></ol></li><li> Vuelva a llenar el matraz con gas inerte (y continuará fluyendo gas a través de la muestra) y aumentar la temperatura a 320 ° C. La solución debe girar clara medida que se calienta, y el exceso de sólidos en la pared del matraz puede ser recogido por una cuidadosa remolino del matraz. </li><li> Enfriar de nuevo a 120 ° C y desgasificar bajo vacío como en el paso 1.2.4. </li><li> Vuelva a llenar y volver a calentar el matraz como en el paso 1.2.5. </li><li> Inyectar 1,5 g de TOP en el matraz a través del septo. Deje que la temperatura de la solución se estabilice a 340 ° C antes de proceder. Nota: Trate de minimizar la cantidad de aire / humedad inyectado por mantener la tapa en un vial septos en atmósfera inerte, e inyectarla tan pronto como sea posible. </li><li> Inyectar el TOP: S mezcla en el matraz a través del tabique, con una aguja ancha para inyectar el TOP: S lo más rápido y más uniformemente posible. Iniciar un temporizador. </li><li> Exactamente 20 segundos después de la inyección de la tapa: S, inyectar el TOP: mezcla de seleniuro de cadmio en el matraz a través del tabique, con una aguja ancha para inyectar el TOP: CdSe lo más rápido y más uniformemente posible. Nota: La temperatura debe haber caído por debajo de 330 ° C por este punto debido a la adición de soluciones de TOP RT. </li><li> Ajuste la temperatura a 320 ° C y dejar que la reacción continúe durante el tiempo deseado (8-15 min), y retirar de la camisa de calentamiento. </li><li> Deje enfriar la reacción lejos de la una camisa de calentamientod inyectar aproximadamente 5 ml de tolueno desgasificado cuando la temperatura alcanza aproximadamente 100 ° C. Transferir la solución a un vial bajo una atmósfera inerte para la limpieza. Nota: Para simplificar este proceso de 10 ml de tolueno se pueden colocar en un vial de 20 ml con un septo bajo un flujo constante de gas inerte. Utilice aproximadamente la mitad de esta tolueno para inyectar en la mezcla de enfriamiento, y luego transferir la mezcla enfriada de nuevo en este vial. </li><li> Limpieza de varillas <ol><li> Ponga la solución en un tubo de centrífuga de 50 ml. </li><li> Añadir metanol (aproximadamente 5 ml) para precipitar las semillas de la mezcla de tolueno. </li><li> Se centrifuga a 3.400 g durante 5 min. </li><li> Decantar el sobrenadante claro y volver a disolver el precipitado en aproximadamente 10 ml de hexano. </li><li> Añadir 1-2 ml cada uno de n-octilamina y ácido nonanoico a la solución. La solución debe ser transparente. </li><li> Añadir 5 ml de metanol y se centrifuga durante 5 min a 3.400 x g. </li><li> Repita los pasos a través 2.3.13.4 2.3.13.6, al menos, dos veces más. </li><li> Re-disolver precipitado en 10 ml de tolueno. Si la pastilla no se disuelve fácilmente, más pasos de limpieza están probablemente necesarios, en cuyo caso repita los pasos a través de 2.3.13.4 2.3.13.6. </li><li> Añadir aproximadamente 7 ml de IPA, 1 ml a la vez, hasta que la solución es ligeramente nublado incluso cuando se mezcla. </li><li> Centrifugar durante 30 min a 2200 xg a fin de separar las barras más largas de todo lo demás. </li><li> Re-disolver pellet en 10-15 ml de tolueno. </li></ol></li><li> Se diluye una pequeña alícuota de las semillas en tolueno con el fin de medir la absorbancia UV-Vis y / o de fotoluminiscencia (PL) de las varillas. Nota: Cualquier volumen de la alícuota es aceptable siempre y cuando se conoce el factor de dilución, sin embargo, un factor de dilución típico sería 20. Para PL, la absorción deben estar en o por debajo de 0,1 en la longitud de onda de excitación elegido (típicamente usar 450 nm). </li></ol></li></ol> 3. Transferencia de Seeded Varillas a una solución acuosa <ol><li> AEEración de solución de metanol <ol><li> Verter aproximadamente 10 ml de metanol en un tubo de centrífuga. </li><li> Añadir aproximadamente 250 mg de ácido mercaptoundecanoico (MUA) y 400 mg de hidróxido de tetrametilamonio (TMAH). </li><li> Vortex o deje reposar hasta que todos los sólidos se han disuelto por completo. </li></ol></li><li> el intercambio de ligandos <ol><li> Añadir metanol (5-10 ml, o lo suficiente para precipitar las barras) a ¼ a ½ de varillas sintetizados a partir de la etapa 2 en un tubo de centrífuga. Nota: El volumen de varillas utilizados será dependiente de la cantidad de tolueno usado para disolver las barras para el almacenamiento. Si se utilizan 10-15 ml como se sugiere en el paso 2.3.13.11, a continuación, 3-6 ml de la solución de la varilla debe ser apropiado. </li><li> Se centrifuga a 3.400 g durante 5 min. </li><li> Se decanta el sobrenadante claro. </li><li> Añadir toda la solución de metanol a partir de la sección 3.1 de la pastilla. </li><li> Vórtice o vibración de la mano para disolver completamente. Dejar la solución reposar al menos 1 hora para permitir el intercambio de máxima ligando que se produzca. norteota: La solución debe permitir que sentarse durante al menos 1 hora, incluso si parece que se disolverá inmediatamente y por completo </li><li> Separar la solución en dos mitades en dos tubos de centrífuga. Nota: Guarde el tubo de centrífuga se utiliza para el paso 3.1 y transferir medio de la solución en allí. </li><li> Añadir 20 ml de tolueno a cada medio. Si hay una separación de fases entre el alcohol y tolueno añadir gota metanol gota hasta que las fases se recombinan. </li><li> Se centrifuga a 7.700 xg durante 15 min. </li><li> Muy decantar cuidadosamente el sobrenadante claro a partir de pellets. </li><li> Invertir el tubo de centrífuga cuidadosamente con el fin de secar la muestra. </li><li> Añadir 5 ml de agua ultrapura al sedimento y guardar en un frasco bien envuelto en lámina de aluminio (u otro recubrimiento opaco). Nota: Una vez que se trasladó de tolueno al agua, las barras no son fotoestables, es por eso que están cubiertos. Incluso si se mantiene en la oscuridad las varillas se deben utilizar tan pronto como sea posible, y no se recomienda para almacenar barras en agua durantemás de un mes. </li></ol></li></ol> 4. Crecimiento de Iridium nanocristalinos Partículas <ol><li> Hidróxido de sodio <ol><li> En un vial de plástico pesan a cabo 1.450 mg de NaOH. Disolver NaOH en 20 ml de agua ultrapura. Solución debe ser transparente sin sólidos. </li></ol></li><li> persulfato de sodio <ol><li> En un vial de plástico pesar NaS 950 mg 2 O 8. Disolver NaS 2 O 8 en 20 ml de agua ultrapura. Solución debe ser transparente sin sólidos. </li></ol></li><li> Nitrato de sodio <ol><li> En un vial de plástico pesan 300 mg de NaNO 3. Disolver NaNO3 en 18 ml de agua ultrapura. Solución debe ser transparente sin sólidos. </li></ol></li><li> Solución iridio Precursor <ol><li> En un vial de plástico Pesar 50 mg de Na 3 IrCl 6. Disolver Na 3 IrCl 6 en 5,0 ml de agua ultrapura. Solución debe ser transparente marrón (como el whisky) sin sólidos. </li></ol></li><li> Preparación de la muestra <ol><li> Coloque un agitador espectroscópica en una cubeta de poliestireno estándar. Nota: Debido a que la solución es muy básico, cuarzo y otras cubetas de vidrio no deben ser utilizados. </li><li> Añadir 0,20 ml de solución de iridio precursora de la etapa 4.4.1. </li><li> Añadir 0,50 ml de solución de nitrato desde el paso 4.3.1. </li><li> Añadir 0,30 ml de barras sembradas en agua de la sección 3 (tolueno rastrear desde el intercambio de ligandos puede causar opacidad de la pared de la cubeta). </li><li> Añadir 0,50 ml de solución de persulfato de la etapa 4.2.1. </li><li> Añadir 0,50 ml de solución de hidróxido de sodio de la etapa 4.1.1. </li></ol></li><li> La iluminación de la muestra <ol><li> Colocar la cubeta en un soporte con capacidad de agitación. </li><li> Iluminar con luz de 450 nm a 100 mW para un máximo de 4 horas. La solución debe ponerse de color verde y luego azul. </li></ol></li><li> recogida de muestras <ol><li> Verter la solución (pero no una barra de agitación) en un tubo de centrífuga. </li><li> Se centrifuga a 7.700 xg durante 10 min. </li><li> Cuidadodecantar completamente el sobrenadante del sedimento, que debería ser de color verde o azul en función del tiempo de reacción seleccionado. Nota: El sedimento puede ahora ser recogida o dispersa en un disolvente polar a través de sonicación para su uso en otros experimentos. </li></ol></li></ol>

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W., Qu, L., Guo, W., Peng, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Determination+of+the+Extinction+Coefficient+of+CdTe,+CdSe,+and+CdS+Nanocrystals.">Experimental Determination of the Extinction Coefficient of CdTe, CdSe, and CdS Nanocrystals.</a> Chem. Mater. 15 (14), 2854-2860 (2003).</li><li>Miao, M. S., Seshadri, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rh2O3+versus+IrO2:+relativistic+effects+and+the+stability+of+Ir4.">Rh2O3 versus IrO2: relativistic effects and the stability of Ir4.</a> J. Phys. Condens. Matter. 24 (21), 215503 (2012).</li><li>Amirav, L., Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Luminescence+Studies+of+Individual+Quantum+Dot+Photocatalysts.">Luminescence Studies of Individual Quantum Dot Photocatalysts.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (35), 13049-13053 (2013).</li><li>Vaneski, A., Schneider, J., Susha, A. S., Rogach, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aqueous+synthesis+of+CdS+and+CdSe/CdS+tetrapods+for+photocatalytic+hydrogen+generation.">Aqueous synthesis of CdS and CdSe/CdS tetrapods for photocatalytic hydrogen generation.</a> APL Materials. 2 (1), 012104 (2014).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

La síntesis de semillas CdSe y CdSe @ CdS sembradas barras ha sido bien estudiado 21,24,25. Ligeras modificaciones a las cantidades, temperaturas y tiempos para las etapas de la síntesis de estas partículas de sustrato se pueden utilizar para ajustar su longitud, diámetro, y / o morfología. El protocolo de síntesis descrito en este documento produce altamente fotoluminiscentes cabezas de serie-barras de dimensiones uniformes. El procedimiento de intercambio de ligandos permi...

Fotocatálisis presenta una solución atractiva y prometedora para la generación de energía renovable y otras aplicaciones ambientales como el tratamiento de agua y purificación del aire 1-3. división del agua en general, impulsado por energía solar, podría ser una fuente de combustible de hidrógeno limpio y renovable; Sin embargo, a pesar de décadas de investigación, los sistemas que sean suficientemente estable y eficiente para el uso práctico aún no se han realizado. Tanto fotodeposición y fotocatálisis semiconductor mediada basan en el mismo mecanismo de separar fotogenerados pares electrón-hueco y les conduce a la superficie, donde pueden iniciar reacciones redox. Las similitudes entre estos dos procesos hacen fotodeposición una herramienta sintética atractiva para el campo de la fotocatálisis 4-6. Se espera que este método para tomar la producción fotocatalizador a nuevas e inexploradas fronteras. Se podría potencialmente ofrecer un control impecable sobre la disposición espacialde los diferentes componentes en un heteroestructuras, y avanzar en la capacidad de construir sistemas de nanopartículas sofisticados. En última instancia, el método nos llevará un paso más cerca de realizar un fotocatalizador eficiente para la conversión directa de la energía solar y combustible. Se investigó el crecimiento de IrO 2 como un co-catalizador, ya que se sabe que es un catalizador eficaz para la oxidación del agua 7-11. Una estructura ajustable de punto cuántico (CdSe) incrustado en una varilla (sulfuro de cadmio) 12,13 se utilizó como sustrato nuestra fotocatalizador 14,15. Actualmente es indeterminado si la vía oxidativa se produce a través de una ruta mediada por, o por un ataque agujero directa. Aquí, nuestro conocimiento y control sobre los agujeros photogenerated en la heteroestructura semiconductora pueden ser aprovechadas para un estudio sobre el mecanismo de las reacciones de oxidación. Esto se hace posible por la arquitectura de sustrato, lo que facilita la localización de agujeros confinados 16,17 y la formación de unadistinta sitio de reacción de oxidación en la varilla. El uso de materiales a nanoescala con el portador de carga localizada puede ser explotado para estudios sobre el mecanismo de las reacciones redox por simple examen de los productos. De esta manera fotodeposición se puede utilizar como una sonda única de las dos vías de reacción de reducción y oxidación. Este es un ejemplo de las nuevas e interesantes posibilidades que ofrece la combinación de fotodeposición y de vanguardia síntesis coloidal 18-20. La búsqueda para desarrollar un fotocatalizador eficiente para la separación del agua y la conversión de la energía renovable se ha convertido en un importante impulso dentro de la comunidad materiales. Esto ha estimulado el interés en todo el mundo en CdS, que se sabe que es muy activo para la producción de hidrógeno, a pesar de que se ve obstaculizada por la inestabilidad fotoquímica. Nuestro trabajo trata aquí el talón de Aquiles del material. IRO 2 decorada CdSe @ CdS barras demuestran una notable estabilidad fotoquímica bajo iluminación prolongada en puraagua.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="822">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:304px;">Sulfur (S)</td>
			<td style="width:79px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">84683</td>
			<td style="width:321px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Selenium (Se)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>229865</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cadmium Oxide (CdO)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>202894</td>
			<td>Highly Toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">n-Octadecylphosphonic acid (ODPA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>715166</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Propylphosphonic acid (PPA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>305685</td>
			<td>Highly regulated in some countries and regions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Butylphosphonic acid (BPA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>737933</td>
			<td>Alternative to PPA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hexylphosphonic acid (HPA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>750034</td>
			<td>Alternative to PPA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Trioctylphosphonic oxide (TOPO)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>346187</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tri-n-octylphosphine, 97% (TOP)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>718165</td>
			<td>Air sensitive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Spectrochemical Stirbar</td>
			<td>Sigma</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/z363545?lang=en&amp;region=US">Z363545</a></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>322415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Toluene</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>244511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hexane</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>296090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Octylamine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>74988</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nonanoic Acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>N5502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isopropanol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>278475</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mercaptoundecanoic Acid (MUA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>674427</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tetramethylammonium Hydroxide (TMAH)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T7505</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Apiezon H Grease (high temperature grease)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Z273562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Persulfate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>216232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Nitrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>229938</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Hexachloroiridate(III) hydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>288160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Mounted 455nm LED</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>M455L3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cuvette Holder</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CVH100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">25mL 3-neck Round Bottom Flask</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1524-A-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Liebig Condensor</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1218-A-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">T-Joint Adapter</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>AF-0509-10</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

photochemical oxidative growth of iridium oxide nanoparticles on cdse@cds nanorods

We demonstrate a procedure for the photochemical oxidative growth of iridium oxide catalysts on the surface of seeded cadmium selenide-cadmium sulfide (CdSe@CdS) nanorod photocatalysts. Seeded rods are grown using a colloidal hot-injection method and then moved to an aqueous medium by ligand exchange. CdSe@CdS nanorods, an iridium precursor and other salts are mixed and illuminated. The deposition process is initiated by absorption of photons by the semiconductor particle, which results with formation of charge carriers that are used to promote redox reactions. To insure photochemical oxidative growth we used an electron scavenger. The photogenerated holes oxidize the iridium precursor, apparently in a mediated oxidative pathway. This results in the growth of high quality crystalline iridium oxide particles, ranging from 0.5 nm to about 3 nm, along the surface of the rod. Iridium oxide grown on CdSe@CdS heterostructures was studied by a variety of characterization methods, in order to evaluate its characteristics and quality. We explored means for control over particle size, crystallinity, deposition location on the CdS rod, and composition. Illumination time and excitation wavelength were found to be key parameters for such control. The influence of different growth conditions and the characterization of these heterostructures are described alongside a detailed description of their synthesis. Of significance is the fact that the addition of iridium oxide afforded the rods astounding photochemical stability under prolonged illumination in pure water (alleviating the requirement for hole scavengers).

Micrografías electrónicas de transmisión (TEM) se recogieron con el fin de ver la distribución de óxido de iridio en las barras de cabezas de serie (Figura 1). muestras de TEM se prepararon pipeteando una gota de partículas disueltas en una rejilla de TEM. Difracción de rayos X (XRD, Figura 2) y de fotoelectrones espectros de rayos X (XPS, la Figura 3) se utilizaron para caracterizar el crecimiento observado como ...

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Photochemical Oxidative Growth of Iridium Oxide Nanoparticles on CdSe@CdS Nanorods

A protocol for the photochemical oxidative growth of small crystalline iridium oxide nanoparticles on the surface of CdSe@CdS seeded rod nanoparticles is presented.

Fotoquímico oxidativo Crecimiento de iridio nanopartículas de óxido de CdSe @ CdS Nanorods

We demonstrate a procedure for the photochemical oxidative growth of iridium oxide catalysts on the surface of seeded cadmium selenide-cadmium sulfide ...

photochemical-oxidative-growth-iridium-oxide-nanoparticles-on-cdsecds

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.5K vistas.  Technion – Israel Institute of Technology. A protocol for the photochemical oxidative growth of small crystalline iridium oxide nanoparticles on the surface of CdSe@CdS seeded rod nanoparticles is presented.

Video: Photochemical Oxidative Growth of Iridium Oxide Nanoparticles on CdSe@CdS Nanorods

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded synthesis strategy is used in which spherical seeds of CdSe are prepared first using a hot-injection technique. By controlling the crystal structure of the seed to be either wurtzite or zinc-blende, the subsequent hot-injection growth of CdS off of the seed results in either a rod-shaped or tetrapod-shaped nanocrystal, respectively. The phase and morphology of the synthesized nanocrystals are confirmed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy, demonstrating that the nanocrystals are phase-pure and have a consistent morphology. The extinction coefficient and quantum yield of the synthesized nanocrystals are calculated using UV-Vis absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The rods and tetrapods exhibit extinction coefficients and quantum yields that are higher than that of the bare seeds. This synthesis demonstrates the precise arrangement of materials that can be achieved at the nanoscale by using a seeded synthetic approach.

A protocol for the seeded synthesis of rod-shaped and tetrapod-shaped multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe is presented.

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Investigación

Química

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain such surfaces are described. The first approach is the preparation of single terminated perovskite SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates. Wet etching was used to selectively remove one of the two possible surface terminations, while an annealing step was used to increase the smoothness of the surface. The resulting single terminated surfaces allow for the heteroepitaxial growth of perovskite oxide thin films with high crystalline quality and well-defined interfaces between substrate and film. In the second approach, seed layers for epitaxial film growth on arbitrary substrates were created by Langmuir-Blodgett (LB) deposition of nanosheets. As model system Ca2Nb3O10- nanosheets were used, prepared by delamination of their layered parent compound HCa2Nb3O10. A key advantage of creating seed layers with nanosheets is that relatively expensive and size-limited single crystalline substrates can be replaced by virtually any substrate material.

Various procedures are outlined to prepare atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films. Chemical treatments of single crystalline SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates were performed to obtain atomically smooth, single terminated surfaces. Ca2 Nb3 O10- nanosheets were used to create atomically defined templates on arbitrary substrates.

Plantillas Atómicamente definidos para crecimiento epitaxial de óxido complejo Películas Delgadas

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the "growth solution". By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.

This paper describes a protocol for the synthesis of gold nanorods, based on the use of hydroquinone as reducing agent, plus the different mechanisms for controlling their size and aspect ratio.

Hidroquinona basado Síntesis de oro Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. They offer new possibilities for the characterization of living systems and are particularly appropriate for detecting, localizing and quantifying the presence of metal oxide nanoparticles both in biological specimens and the environment. Indeed, these techniques all meet relevant requirements in terms of (i) sensitivity (from 1 up to 10 &#181;g.g-1 of dry mass), (ii) micrometer range spatial resolution, and (iii) multi-element detection. Given these characteristics, microbeam chemical element imaging can powerfully complement routine imaging techniques such as optical and fluorescence microscopy. This protocol describes how to perform a nuclear microprobe analysis on cultured cells (U2OS) exposed to titanium dioxide nanoparticles. Cells must grow on and be exposed directly in a specially designed sample holder used on the optical microscope and in the nuclear microprobe analysis stages. Plunge-freeze cryogenic fixation of the samples preserves both the cellular organization and the chemical element distribution. Simultaneous nuclear microprobe analysis (scanning transmission ion microscopy, Rutherford backscattering spectrometry and particle induced X-ray emission) performed on the sample provides information about the cellular density, the local distribution of the chemical elements, as well as the cellular content of nanoparticles. There is a growing need for such analytical tools within biology, especially in the emerging context of Nanotoxicology and Nanomedicine for which our comprehension of the interactions between nanoparticles and biological samples must be deepened. In particular, as nuclear microprobe analysis does not require nanoparticles to be labelled, nanoparticle abundances are quantifiable down to the individual cell level in a cell population, independently of their surface state.

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

We describe a procedure for the detection of chemical elements present in situ in human cells as well as their in vitro quantification. The method is well-suited to any cell type and is particularly useful for quantitative chemical analyses in single cells following in vitro metal oxide nanoparticles exposure.

In Situ Detección y cuantificación de la célula de las nanopartículas de óxido de Metal usando análisis de microsonda Nuclear

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...

Ligand-Mediated Nucleation and Growth of Palladium Metal Nanoparticles

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution of capping ligands during the synthesis reaction, their role in regulating the nucleation and growth rates of colloidal nanoparticles is not well understood. In this work, we demonstrate a mechanistic investigation of the role of trioctylphosphine (TOP) in Pd nanoparticles in different solvents (toluene and pyridine) using in situ SAXS and ligand-based kinetic modeling. Our results under different synthetic conditions reveal the overlap of nucleation and growth of Pd nanoparticles during the reaction, which contradicts the LaMer-type nucleation and growth model. The model accounts for the kinetics of Pd-TOP binding for both, the precursor and the particle surface, which is essential to capture the size evolution as well as the concentration of particles in situ. In addition, we illustrate the predictive power of our ligand-based model through designing the synthetic conditions to obtain nanoparticles with desired sizes. The proposed methodology can be applied to other synthesis systems and therefore serves as an effective strategy for predictive synthesis of colloidal nanoparticles.

The main goal of this work is to elucidate the role of capping agents in regulating the size of palladium nanoparticles by combining in situ small angle x-ray scattering (SAXS) and ligand-based kinetic modeling.

Mediada por el ligando de la nucleación y crecimiento de nanopartículas de Metal de paladio

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution ...

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven effective in gas adsorption, separations, and catalysis. MOFs are most commonly synthesized as bulk powder, requiring additional processes to adhere them to functional devices and fabrics that risk decreasing the powder porosity and adsorption capacity. Here, we demonstrate a method of first coating fabrics with metal oxide films using atomic layer deposition (ALD). This process creates conformal films of controllable thickness on each fiber, while providing a more reactive surface for MOF nucleation. By submerging the ALD coated fabric in solution during solvothermal MOF synthesis, the MOFs create a conformal, well-adhered coating on the fibers, resulting in a MOF-functionalized fabric, without additional adhesion materials that may block MOF pores and functional sites. Here we demonstrate two solvothermal synthesis methods. First, we form a MIL-96(Al) layer on polypropylene fibers using synthetic conditions that convert the metal oxide to MOF. Using initial inorganic films of varying thicknesses, diffusion of the organic linker into the inorganic allows us to control the extent of MOF loading on the fabric. Second, we perform a solvothermal synthesis of UiO-66-NH2 in which the MOF nucleates on the conformal metal oxide coating on polyamide-6 (PA-6) fibers, thereby producing a uniform and conformal thin film of MOF on the fabric. The resulting materials can be directly incorporated into filter devices or protective clothing and eliminate the maladroit qualities of loose powder.

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks are effective in gas storage and heterogeneous catalysis, but typical synthesis methods result in loose powders that are difficult to incorporate into smart materials. We demonstrate a method of first coating fabrics with ALD metal oxides, resulting in conformal films of MOF on the fabrics during solvothermal synthesis.

Síntesis de Solvothermal de 96 MIL y UiO-66-NH2 de capa atómica deposita recubrimientos de óxido de Metal en esteras de la fibra

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven ...

Chemoselective Preparation of 1-Iodoalkynes, 1,2-Diiodoalkenes, and 1,1,2-Triiodoalkenes Based on the Oxidative Iodination of Terminal Alkynes

We present the chemoselective synthesis of 1-(iodoethynyl)-4-methylbenzene, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene, and 1-methyl-4-(1,2,2-triiodovinyl)benzene as representative examples for the practical chemoselective preparation of 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes, and 1,1,2-triiodoalkenes from the chemoselective iodination of terminal alkynes mediated by hypervalent-iodine reagents. The chemoselectivity was confirmed by using p-tolylethyne as a model substrate to screen a variety of iodine sources and/or the hypervalent-iodine reagents. A combination of tetrabutylammonium iodide (TBAI) and (diacetoxyiodo)benzene (PIDA) selectively generates 1-iodoalkynes, while a combination of KI and PIDA generates 1,2-diiodoalkenes. A one-pot synthesis based on both TBAI-PIDA and KI-PIDA yields the corresponding 1,1,2-triiodoalkenes. These protocols were subsequently applied to the synthesis of synthetically important aromatic and aliphatic 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes, and 1,1,2-triiodoalkenes, which were obtained in good yield with excellent chemoselectivity.

Herein, detailed protocols for the oxidative iodination of terminal alkynes using hypervalent-iodine reagents are presented, which chemoselectively afford 1-iodoalkynes, 1,2-diiodoalkenes, and 1,1,2-triiodoalkenes.

Preparación estereoselectiva de 1 Iodoalkynes, 1, 2-Diiodoalkenes y 1.1.2-Triiodoalkenes basado en la yodación oxidativa de alquinos terminales

We present the chemoselective synthesis of 1-(iodoethynyl)-4-methylbenzene, 1-(1,2-diiodovinyl)-4-methylbenzene, and ...

Molten-Salt Synthesis of Complex Metal Oxide Nanoparticles

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. Here, we introduce the molten-salt synthesis (MSS) method for making metal oxide nanomaterials. Advantages over other methods include its simplicity, greenness, reliability, scalability, and generalizability. Using pyrochlore lanthanum hafnium oxide (La2Hf2O7) as a representative, we describe the MSS protocol for the successful synthesis of complex metal oxide nanoparticles (NPs). Furthermore, this method has the unique ability to produce NPs with different material features by changing various synthesis parameters such as pH, temperature, duration, and post-annealing. By fine-tuning these parameters, we are able to synthesize highly uniform, non-agglomerated, and highly crystalline NPs. As a specific example, we vary the particle size of the La2Hf2O7&#160;NPs by changing the concentration of the ammonium hydroxide solution used in the MSS process, which allows us to further explore the effect of particle size on various properties. It is expected that the MSS method will become a more popular synthesis method for nanomaterials and more widely employed in the nanoscience and nanotechnology community in the upcoming years.

Here, we demonstrate a unique, relatively low-temperature, molten-salt synthesis method for preparing uniform complex metal oxide lanthanum hafnate nanoparticles.

Sales fundidas síntesis de nanopartículas de óxidos metálicos complejos

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. ...

Growth of Gold Dendritic Nanoforests on Titanium Nitride-coated Silicon Substrates

In this study, a high-power impulse magnetron sputtering system is used to coat a flat and firm titanium nitride (TiN) film on silicon (Si) wafers, and a fluoride-assisted galvanic replacement reaction (FAGRR) is employed for the rapid and easy deposition of gold dendritic nanoforests (Au DNFs) on the TiN/Si substrates. Scanning electron microscopy (SEM) images and energy-dispersive X-ray spectroscopy patterns of TiN/Si and Au DNFs/TiN/Si samples validate that the synthesis process is accurately controlled. Under the reaction conditions in this study, the thickness of the Au DNFs increases linearly to 5.10 &#177; 0.20 &#181;m within 15 min of the reaction. Therefore, the employed synthesis procedure is a simple and rapid approach for preparing Au DNFs/TiN/Si composites.

This study presents a feasible procedure for synthesizing gold dendritic nanoforests on titanium nitride/silicon substrates. The thickness of gold dendritic nanoforests increases linearly within 15 min of a synthesis reaction.

Crecimiento de nanoformas dendríticas de oro en sustratos de silicio recubiertos de nitruro de titanio

In this study, a high-power impulse magnetron sputtering system is used to coat a flat and firm titanium nitride (TiN) film on silicon (Si) wafers, and a ...

Design, Synthesis, and Photochemical Properties of Clickable Caged Compounds

Caged compounds enable the photo-mediated manipulation of the cell physiology with high spatiotemporal resolution. However, the limited structural diversity of currently available caging groups and the difficulties in synthetic modification without sacrificing their photolysis efficiencies are obstacles to expanding the repertoire of caged compounds for live cell applications. As the chemical modification of coumarin-type photo-caging groups is a promising approach for the preparation of caged compounds with diverse physical and chemical properties, we report a method for the synthesis of clickable caged compounds that can be modified easily with various functional units via the copper(I)-catalyzed Huisgen cyclization. The modular platform molecule contains a (6-bromo-7-hydroxycoumarin-4-yl)methyl (Bhc) group as a photo-caging group, which exhibits a high photolysis efficiency compared to those of the conventional 2-nitrobenzyls. General procedures for the preparation of clickable caged compounds containing amines, alcohols, and carboxylates are presented. Additional properties such as the water solubility and cell targeting ability can be readily incorporated into clickable caged compounds. Furthermore, the physical and photochemical properties, including the photolysis quantum yield, were measured and were found to be superior to those of the corresponding Bhc caged compounds. The described protocol could therefore be considered a potential solution for the lack of structural diversity in the available caged compounds.

A protocol for the synthesis and measurement of the photochemical properties of modular caged compounds with clickable moieties is presented.

Fotoquímico oxidativo Crecimiento de iridio nanopartículas de óxido de CdSe @ CdS Nanorods

Resumen

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