פרוטוקול פוטודאפוזיציה פלסמוני מצמצם את היכולת להנחות הרכבה מתכתית קוולנטית תת-חמישה ננומטר במקומות ממוקדים עם מאפיינים בין-גזעיים אופטימליים בתנאי עיבוד הסביבה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא היכולת להשתמש בשדה חיצוני כגון לייזר כדי לשלוט בעובי ובמיקום של צמיחת מתכת epitaxial. כבר הדגמנו פוטודאפוזיציה פלסמונית של פלטינה מתכתית וכסף, ויש לנו ביטחון כי שיטה זו ניתן להאריך רבים אחרים עבור מגוון רחב של יישומים קטאליטיים.
הדגמת ההליך תהיה אני וג'ונתן בולטרסדורף, כימאי במעבדת המחקר של צבא ארה"ב. כדי להתחיל בהליך זה, לדלל 830 microliters של חומצה הידרוכלורית מרוכזת מלאי עם מים ל 100 מיליליטר כדי לקבל 0.1 תווי חומצה הידרוכלורית טוחה. לדלל 4 מיליליטר של פתרון זה עם מים ל 20 מיליליטר כדי ליצור תווי חומצה הידרוכלורית 20 מילימולרית.
פיפטה 10 מיליליטר של זה 20 מילימולר חומצה הידרוכלורית פתרון לתוך כלי זכוכית מתאימים. לאחר מכן, מוסיפים 0.0177 גרם של פלדיום-2 כלוריד לחומצה ההידרוכלורית ומערבבים באמצעות sonication עד שכל הפלדיום(ii) כלוריד מומס. הפתרון שנוצר של דיהידרוגן tetrochloropallidate צריך להיות ריכוז של 10 מילימולר, וצריך להפגין צבע כתום כהה.
לאחר מכן, פיפטה 2.5 מיליליטר של פתרון ננורוד זהב מושעה בחילה עם אחד עד 10 מילימולרית cetyltrimethyl אמוניום ברומיד פעילי שטח לתוך 1 סנטימטר אורך נתיב נפח מאקרו cuvette עם בר ערבוב מגנטי. מניחים את ה-cuvette על צלחת ערבוב. פיפטה 475 מיקרוליטרים של מתנול מיגס לתוך הקער תוך ערבוב עדין.
המשך ערבוב במשך כ 15 עד 20 דקות תוך הסרת מעת לעת את כל הבועות על ידי הקשה בעדינות על החלק התחתון של cuvette על משטח נוקשה לפי הצורך. לאחר מכן, פיפטה חמישה microliters של חומצה הידרוכלורית מרוכזת מלאי לתוך cuvette ולתת לו לערבב במשך 15 דקות. לאחר מכן, להזריק 25 microliters של 10 מילימולר דיהידרוגן tetrochloropallidate לתוך תערובת התגובה עבור יחס אטומי של פלדיום לזהב של אחד עד חמישה.
תן את הפתרון מורכב בחושך במשך שעה אחת תוך ערבוב. ואז להקרנת תערובת התגובה עם 715 ננומטר לא קוטבי זמן רב בעבר מנורת טונגסטן הלוגן מסוננת בעוצמה של 35 מילי וואט לס"מ בריבוע במשך 24 שעות. למחרת, לשטוף את הכימיקלים שאריות reagents מן nanorods פלדיום זהב על ידי צנטריפוגה ב 9000 פעמים G.Use פיפטה כדי להסיר את supernatant, ולהשעות מחדש את גלולה במים.
לטבול את הבקבוקון לתוך sonicator אמבטיה במשך 1-2 דקות כדי לפזר את nanorods ולהשלים את הכביסה. חזור על כל תהליך הכביסה הזה פעם נוספת. במחקר זה, UV מול ספקטרום סופג נרשמים זמנית כדי להבהר שינויים עם הוספת כל רכיב הכולל את תערובת התגובה החל nanorods זהב.
תוספת של מתנול וחומצה הידרוכלורית להקטין את עוצמת הספיגה באמצעות דילול. התוספת של דיהידרודגן tetrochloropallidate גורם פיגור UV ותכונות העברת מטען מתכת לצוץ. לאחר שיווי משקל בחושך במשך שעה אחת, מולקולות פלדיום(ii) מציגות להקות העברת טעינה ב 247 ו 310 ננומטר.
לאחר הקרנה בתהודה פלסמון משטח ננורוד זהב, רצועות העברת תשלום במהירות blueshift ל 230 ו 277 ננומטר בהתאמה. עוצמת הספיגה של שיא העברת המטען הדומיננטי יורדת מ-1.7 לכ-0.47 על פני תקופה של 24 שעות עקב צילום של פלדיום נספג(ii) על ידי אלקטרונים חמים פלסמוניים. שני מצבי SPR מנותחים לאחר מכן לפני ואחרי הקרנה תהודה.
ההשתנות האדומות של SPR האורך מ-807 ל-816 ננומטר. עם הרחבה ברוחב קו של 7 ננומטר, SPR הרוחבי נשאר ללא שינוי. XPS מאשר את נוכחותו של פלדיום מתכתי על ידי הופעתם של קווי פלדיום-3D באנרגיות מחייבות של 335 ו 340 וולט אלקטרונים.
TEM חושף את מורולוגיות של nanorods זהב מעורבב עם דיהידרוגן tetrochloropallidate בחושך ואחרי הקרנה תהודה. תאורת תהודה מניבה ננו-רודס בעלי קצה חד עם ממשקים רדיאליים מחוספסים. מאפיינים כאלה אינם נצפים בחושך.
התפלגות אורכי ננורוד מצביעה על כך שהאורך הממוצע גדל מ-127 ל-129 ננומטר. זאת בשל נוכחותו של פלדיום פוטו-אפוזיט בקצוות המוטות, כפי שאושר במפת EDS. חשוב כי ריכוז CTAB אינו עולה על אחד עד 10 מילימולר בתסרון ננורוד זהב המניה.
אחרת, הובלת מבשר למשטח הזהב תיעכב. הליך זה יכול בקלות להיות מותאם photoreduce מתכות קטליטיות אחרות כגון פלטינה או אירידיום על מבני זרעים פעילים פלסמונית לסנתז מגוון רחב של photocatalysts. עכשיו יש לנו ארכיטקטורה שבה אנרגיה פלסמונית יכולה להיות מועברת ישירות למשטח קטליטי ללא כל מחסום בין גזעי המאפשר לנו לחקור פוטוקטליזה פלסמונית בצורה יעילה יותר.
חומצה הידרוכלורית היא חומצה קורוזיבית וחזקה ויש לטפל בה ברדס אדים עם ציוד מגן אישי מתאים כגון משקפי מגן וכפפות.
