Un protocole de photodéposition plasmonique réductrice potentialise la capacité de guider l’assemblage covalent de métal de moins de cinq nanomètres à des endroits ciblés avec des caractéristiques interfaciales optimales aux conditions ambiantes de traitement. Le principal avantage de cette technique est la capacité d’utiliser un champ externe comme un laser pour contrôler l’épaisseur et l’emplacement de la croissance des métaux épitaxiaux. Nous avons déjà démontré la photodéposition plasmonique du platine métallique et de l’argent, et avons confiance que cette méthode peut être étendue à beaucoup d’autres pour une série d’applications catalytiques.
La démonstration de la procédure sera moi-même et Jonathan Boltersdorf, un chimiste au Laboratoire de recherche de l’armée américaine. Pour commencer cette procédure, diluer 830 microlitres d’acide chlorhydrique concentré de stock avec de l’eau à 100 millilitres pour obtenir une solution d’acide chlorhydrique molaire de 0,1. Diluer 4 millilitres de cette solution avec de l’eau à 20 millilitres pour créer une solution d’acide chlorhydrique de 20 millimilliards.
Pipette 10 millilitres de cette solution d’acide chlorhydrique de 20 millimilliards dans la verrerie appropriée. Ensuite, ajouter 0,0177 grammes de chlorure de palladium-deux à l’acide chlorhydrique et mélanger par sonication jusqu’à ce que tout le palladium(ii)chlorure soit dissous. La solution résultante du tetrochloropallidate de dihydrogène devrait avoir une concentration de 10 millimolar, et devrait montrer une couleur orange foncé.
Puis, pipette 2,5 millilitres de solution nanorod or aqueusement suspendu avec un à 10 millimolar cetyltrimethyl bromure de bromure de bromure surfactant dans une cuvette de 1 centimètre longueur macro volume de longueur avec une barre magnétique remuer. Déposer la cuvette sur une plaque à remuer. Pipette 475 microlitres de méthanol dégazé dans la cuvette tout en remuant doucement.
Continuer à remuer pendant environ 15 à 20 minutes tout en enlevant périodiquement les bulles en tapant doucement le fond de la cuvette contre une surface rigide au besoin. Après cela, pipette cinq microlitres d’acide chlorhydrique concentré de stock dans la cuvette et laissez-le mélanger pendant 15 minutes. Ensuite, injectez 25 microlitres de 10 millimolaire dihydrogène tétrochloropallidate dans le mélange de réaction pour un rapport atomique de palladium à l’or de un à cinq.
Laissez la solution se complexer dans l’obscurité pendant une heure en remuant. Puis irradier le mélange de réaction avec un nanomètre non polarisé 715 long passé filtré tungstène-halogène lampe à une intensité de 35 milliwatts par centimètre au carré pendant 24 heures. Le lendemain, lavez les produits chimiques résiduels et les réapprovisionnements des nanorods palladium-or en centrifugant à 9000 fois G.Utilisez une pipette pour enlever le supernatant et suspendez la pastille dans l’eau.
Plonger le flacon dans un sonicateur de bain pendant une à deux minutes pour disperser les nanorods et terminer le lavage. Répétez tout ce processus de lavage une fois de plus. Dans cette étude, les spectres uv vis absorbants sont enregistrés temporellement pour élucider les changements lors de l’ajout de chaque composant composant le mélange de réaction commençant par les nanorods d’or.
L’ajout de méthanol et d’acide chlorhydrique diminue la magnitude d’absorption par dilution. L’ajout de tetrochloropallidate dihydrodgen provoque l’émergence de caractéristiques de transfert de charge uv et de charge métallique. Après avoir équilibré dans l’obscurité pendant une heure, les molécules de palladium(ii) présentent des bandes de transfert de charge à 247 et 310 nanomètres.
Lors de l’irradiation à la résonance longitudinale de plasmon de surface de nanorod d’or, les bandes de transfert de charge ont rapidement blueshift à 230 et 277 nanomètres respectivement. La magnitude d’absorption du pic dominant de transfert de charge diminue de 1,7 à environ 0,47 sur une période de 24 heures en raison de la photoréduction du palladium absorbé(ii) par des électrons chauds plasmoniques. Les deux modes SPR sont ensuite analysés avant et après l’irradiation résonnante.
Le SPR longitudinal passe de 807 à 816 nanomètres. Avec l’expansion de la largeur de la ligne de 7 nanomètres, le SPR transversaux reste inchangé. XPS confirme la présence de palladium métallique par l’émergence de lignes palladium-3D à des énergies contraignantes de 335 et 340 volts électroniques.
TEM révèle les morphologies des nanorods d’or mélangés avec le tétrochloropallidate de dihydrogène dans l’obscurité et après l’irradiation résonnante. L’éclairage résonnant donne des nanorods à pointe aiguë avec des interfaces radiales rugueuses. De telles caractéristiques ne sont pas observées dans l’obscurité.
La répartition des longueurs nanorod indique que la longueur moyenne est passée de 127 à 129 nanomètres. Cela est dû à la présence de palladium photodéposé aux extrémités des tiges, comme le confirme une carte EDS. Il est important que la concentration de CTAB ne dépasse pas un à 10 millimolar dans la solution nanorod d’or de stock.
Dans le cas contraire, le transport précurseur vers la surface de l’or sera inhibé. Cette procédure peut facilement être adaptée pour photoréduire d’autres métaux catalytiques tels que le platine ou l’iridium sur des structures de semences plasmonically actives pour synthétiser un large éventail de photocatalyseurs. Nous avons maintenant une architecture où l’énergie plasmonique peut être transmise directement à une surface catalytique sans aucune barrière interfaciale qui nous permet d’étudier plus efficacement la photocatalyse plasmonique.
L’acide chlorhydrique est un acide corrosif et fort et doit être manipulé dans un capot de fumée avec l’équipement de protection individuelle approprié tel que des lunettes et des gants.
