이 작품은 헬싱키 대학과 제인과 아토스 에르코 재단에 의해 지원되었다. S.H. 펠로우십을 위한 에라스무스+ EU 기금 감사합니다.

1. Ag-Pd/ZrO2 NPs 합성 
참고: 이 절차에서 Ag-Pd의 Pd mol%는 1%에 해당했으며 ZrO2의 Ag-PD 로딩은 3wt.%에 해당했습니다.
<ol><li>250mL 비커에 ZrO2 분말 1 g을 놓습니다.</li>
	<li>AgNO 3(aq) (0.0059 mol/L) 및 K2PdCl 4(aq)의 9.71mL(0.00031 mol/L) 용액의 50mL를 실온에서 격렬한 자기 교반(500rpm)에서 비커에 추가합니다.</li>
	<li>용해액 10mL(0.53M)를 추가합니다.</li>
	<li>혼합물을 20분 동안 격렬한 교반(500rpm) 아래에 보관하십시오.</li>
	<li>20분 후, 파이펫을 사용하여 1mL/분 의 속도로 새로 준비된 NaBH 4(aq) (0.035 M) 용액의 서스펜션 10mL에 추가합니다. 현탁액을 과정 전반에 걸쳐 교반 (500 rpm) 아래에 보관하십시오.</li>
	<li>혼합물을 실온에서 30 분 동안 저어 주세요.</li>
</ol>2. 촉매의 분리 및 정화
<ol><li>서스펜션을 원심분리튜브로 옮기고 10분 동안 3,260 x g에서 원심분리로 고체를 혼합물로부터 분리한다.</li>
	<li>파이펫으로 액체 상을 조심스럽게 제거하고 튜브에 15mL 의 산화물을 추가합니다.<ol>
<li>고체의 분산이 얻어지을 때까지 힘차게 흔들어 주세요. 좋은 분산이 이루어지지 않으면 튜브를 초음파 욕조에 5 분 동안 놓습니다.</li>
		<li>10 분 동안 3,260 x g에서 분산을 원심 분리합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>세정 단계(2.2. ~ 2.2.2.2.) 탈온화된 물을 사용하여 두 번 더 반복한 다음 물 대신 에탄올을 사용합니다.</li>
	<li>에탄올을 제거하고 오븐에서 12시간 동안 60°C에서 고체를 건조시다.</li>
	<li>다양한 현미경, 원소 및 분광 기술에 의해 준비된 Ag-Pd/ZrO2 NP를 특성화합니다.</li>
</ol>3. Ag /ZrO2 NPs의 합성 
참고: 이 절차에서 ZrO2의 Ag 로딩은 3wt.%에 해당합니다.
<ol><li>250mL 비커에 ZrO2 분말 1 g을 놓습니다.</li>
	<li>실온에서 격렬한 자기 교반(500rpm)의 비커에 AgNO 3(aq) (0.0059 mol/L) 용액의 50mL를 추가합니다.</li>
	<li>용해액 10mL(0.53M)를 추가합니다.</li>
	<li>혼합물을 20분 동안 격렬한 교반(500rpm) 아래에 보관하십시오.</li>
	<li>20분 후, 파이펫을 사용하여 1mL/분 의 속도로 새로 준비된 NaBH 4(aq) (0.035 M) 용액의 서스펜션 10mL에 추가합니다. 현탁액을 과정 전반에 걸쳐 교반 (500 rpm) 아래에 보관하십시오.</li>
	<li>혼합물을 실온에서 30 분 동안 저어 주세요.</li>
</ol>4. 촉매의 분리 및 정화
<ol><li>서스펜션을 원심분리튜브로 옮기고 10분 동안 3,260 x g에서 원심분리로 고체를 혼합물로부터 분리한다.</li>
	<li>파이펫으로 액체 상을 조심스럽게 제거하고 튜브에 15mL 의 산화물을 추가합니다.<ol>
<li>고체의 분산이 관찰될 때까지 힘차게 흔들어 주세요. 좋은 분산이 이루어지지 않으면 튜브를 초음파 욕조에 5 분 동안 놓습니다.</li>
		<li>10 분 동안 3,260 x g에서 분산을 원심 분리합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>탈온화된 물을 사용하여 세척 단계(4.2.~ 4.2.2.) 두 번 더 반복한 다음, 물 대신 에탄올을 사용한 다음 두 번 더 반복합니다.</li>
	<li>에탄올을 제거하고 오븐에서 12시간 동안 60°C에서 고체를 건조시다.</li>
	<li>준비된 Ag/ZrO2 NPs는 다양한 현미경, 원소 및 분광 기술을 특징으로 할 수 있습니다.</li>
</ol>5. LSPR 여기의 니트로벤젠 감소를 향한 플라스모닉 촉매 성능 조사(빛 조명)
<ol><li>마그네틱 교반 바와 함께 25mL 라운드 하단 플라스크에 촉매 30 mg을 놓습니다.</li>
	<li>이소프로필 알코올(IPA)에 니트로벤젠(0.03 mol/L)의 용액5mL을 원자로에 넣습니다.</li>
	<li>이어서 11.22 mg의 KOH 파우더(0.0002 mol)를 추가합니다.</li>
	<li>1 분 동안 아르곤 흐름으로 현탁액을 버블링하여 원자로를 제거합니다. 정화 직후 플라스크를 밀봉합니다.</li>
	<li>반응기를 온도 조절 자기 교반기(500rpm) 위에 70°C로 가열하는 오일 욕조에 놓습니다.</li>
	<li>광원으로 425 nm의 파장을 가진 4 개의 LED 램프를 사용하여 튜브를 방사하고, 0.5 W / cm2의광 강도를 갖는다. 램프에서 반응 플라스크까지의 거리는 7cm여야 합니다.</li>
	<li>격렬한 자기 교반 (500 rpm)에서 70 °C에서 2.5 h의 반응을 진행하게하십시오.</li>
	<li>그런 다음, 빛을 끄고, 반응기를 열고 주사기와 바늘을 사용하여 1mL 샘플을 수집한다. 0.45 μm 필터를 통해 걸러내고 촉매 미립자를 제거하고 가스 크로마토그래피 바이알로 제거합니다.</li>
</ol>6. LSPR 흥분의 부재에 대한 반응 (어두운 조건)
<ol><li>5에 설명된 것과 동일한 단계를 따르지만 가벼운 조사없이 수행하십시오. 반응 튜브를 알루미늄 호일로 감싸서 빛 노출을 방지합니다.</li>
</ol>7. 가스 크로마토그래피 (GC) 분석 준비
<ol><li>약 30mmol/L 니트로벤젠(NB), 30mmol/L의 안일린(AN), 아조벤젠(AB)의 30mmol/L이 포함된 IPA 용액을 준비한다.</li>
	<li>적합한 방법을 사용하여 솔루션의 GC 분석을 실행합니다. 열 온도 및 가스 흐름 프로그램을 변경하여 다양한 방법을 테스트할 수 있습니다. 선택한 메서드는 최소 보존 기간 동안 IPA, NB, AN 및 AB에 해당하는 피크를 분리할 수 있어야 합니다.</li>
	<li>이 방법을 선택하면 IPA에서 50mMM, 25mM, 10mM, 5mM 및 2.5mMM NB의 솔루션 세트와 동일한 농도의 IPA에서 AN 및 AB의 또 다른 솔루션 세트를 준비하십시오.</li>
	<li>준비된 솔루션에 대한 GC 분석을 실행합니다. 각 크로마토그램은 2개의 피크를 제시해야 합니다: 더 높은 것은 IPA에 해당하고 낮은 것은 NB, AN 또는 AB에 해당합니다. 각 크로마토그램에 대해 모든 피크의 보존 시간과 피크 영역을 기록합니다.</li>
	<li>각 샘플의 농도 대 피크 영역을 플로팅하여 NB, AN 및 AB의 교정 곡선을 추적합니다.</li>
</ol>8. GC 분석
<ol><li>5단계에서 수집된 샘플에 대한 GC 분석을 실행합니다. 및 6. 7.2 단계에 사용되는 동일한 메서드를 사용합니다. 및 7.4.</li>
	<li>각 크로마토그램에 대해 보존 시간과 피크 영역을 기록하고 이전에 플롯된 교정 곡선을 사용하여 샘플에서 NB, AN 및 AB의 농도를 결정합니다.</li>
	<li>방정식을 사용하여 니트로 벤젠 변환뿐만 아니라 애니라인과 아조벤젠 선택도를 계산합니다. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61712/61712eq1.jpg"> <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61712/61712eq2.jpg"> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61712/61712eq3.jpg"> <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/61712/61712eq4.jpg">초기 NB 농도(0.03 mol/L), C NB, CAN,C AB는 각각 GC 분석에 의한 2.5시간 반응 후 NB, AN 및 AB 농도에 대응한다.</li>
</ol>

<ol>
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이 방법에 기술된 연구 결과는 Pd의 본질적인 촉매 활성(또는 다른 촉매학적이지만 플라스모닉 금속이 아님)가 바이메탈 합금NPs(35)에서가시광선 조사를 통해 LSPR 여기를 통해 현저하게 향상될 수 있음을 보여준다. 이 경우 Ag(또는 다른 플라스모닉 금속)는 LSPR 여기를 통해 가시광선 조사로부터 에너지를 수확할 수 있습니다. LSPR 여기는 핫 충전 캐리어 (뜨거운 전자 및 구멍)와 국소 가열5,14,15,16,17,18,19의형성으로 이어집니다. 국소화 가열은 향상된 반응 속도에 기여할 수있지만, LSPR-흥분 충전 캐리어는 표면 흡착제5,14,15,16,17,18,19의진동 또는 전자 활성화에 참여할 수 있다. 이를 통해 금속 분자 인터페이스에서 흡착물 또는 분자 궤도의 선택적 활성화로 인한 반응 선택성 뿐만 아니라 반응 선택도의 변화, 예를 들어20,21,22, 23,24,25를허용한다. 본 명세서에 기재된 방법은 합금된 나노입자 시스템에서 플라스모닉 및 촉매 성질의 병합을 효과적으로 허용하여 촉매에서 중요하지만 가시 범위에서 LSPR 흥분을 지원하지 않는 금속에 플라스모닉 촉매의 적용성을 확장할 수 있다. 여기에 설명된 방법은 아그와 PD에 플라스모닉 및 촉매 금속으로 초점을 맞추고 있지만, 또한 적용및 (Ag-Pt, Au-Pd, Au-Pt 등)와 같은 다른 plasmonic 촉매 조합에 적응 할 수 있습니다. 더욱이, 바이메탈 합금 NPs의 플라스모닉 및 촉매 성질은 플라스모닉 및 촉매 성분의 상대어적 어금니 비율을 변화시킴으로써 더욱 조율될 수 있다. 예를 들어, Pd의 양을 늘리면 나노 입자가 더 촉매화될 수 있으며 Ag 함량이 증가하면 광학 특성이 증가합니다. 상기 합성 방법은 또한 전구체의 순차적 증착 및 감소를 통해 코어 쉘 시스템을 달성하기 위해 적응될 수 있다, 예를 들어36. 플라스모닉 부품의 선택에 대한 범위를 지지체로 사용할 수 있는 지구가 풍부한 재료로 확장할 가능성도 주목할 만하다. 예를 들어 눈에 보이는 및 거의 IR 범위에서 LSPR 흥분을 지원하는 금속 질산화물(TiN 및 ZrN) 및 일부 산화물(MoO3)이37,38,39,40을포함한다.
촉매 물질의 범위 이외에, 본 백서에 제시된 방법은 다른 감소, 산화 및 결합 반응, 예를 들어18을포함하는 여러 유형의 액체 상 변환에 적용될 수 있다. 이 방법의 또 다른 장점은 램프의 파장과 수를 변경할 수 있다는 것입니다, 이는 광촉매 반응에 빛의 강도와 파장의 영향의 연구를 가능하게. 파장 의존성 광촉매 반응은 광촉매의 플라스모닉 특성을 성능5,14,15,16,17,18,19에상관시키는 데 사용되어 왔다. 광파장이 LSPR 소멸 위치5,14,15,16,17,18,19에더 잘 매칭될 때 플라스모닉 촉매 성능이 관찰되고 있다.
마지막으로 결과가 정확하고 대표적이라는 것을 확인하려면 프로토콜의 몇 가지 중요한 단계에주의를 기울이는 것이 중요합니다. NP를 합성할 때 반응기에 추가된 금속 전구체의 양을 정확하게 알려야 합니다. 실제로 Pd 콘텐츠의 작은 오류는 매우 낮으며 촉매 특성이 극적으로 변경될 수 있습니다. 합성 후, 건조 온도는 60°C를 초과해서는 안되며, 이는 다시 한번 촉매 활성을 방해하여, NPs의 은 또는 응집의 산화를 초래할 수 있기 때문에. 광촉매 반응의 분위기도 세심한 주의를 기울여 통제되어야 합니다. 우리의 경우, 원자로가 열리면 주변 대기의 존재가 반응을 끝낼 것입니다. 따라서, 이러한 문제점이 잘 조절되는 경우, 여기에 제시된 방법은 광범위한 화학 반응을 향한 다양한 플라스모닉 촉매의 플라스모닉 촉매 활성 및 선택성을 연구하는 데 사용될 수 있다. 이를 통해 플라스모닉 촉매를 더 잘 이해할 수 있으며, 온화하고 환경 친화적인 조건에서 관심 반응을 위한 표적 활동과 선택성을 갖는 촉매 시스템의 설계에 도움이 될 수 있습니다.

금속 나노 입자 (NP)의 여러 응용 프로그램 중 촉매는 특별한주의를 기울일 자격이 있습니다. 촉매는 지속 가능한 미래에 중심적인 역할을 하여 에너지 소비 감소, 원료 의 활용 도성 및 더 깨끗한 반응 조건1,2,3,4를가능하게 합니다. 따라서 촉매의 진전은 화학 공정의 원자 효율을 향상시키고 더 깨끗하고 경제적으로 가능하며 환경 친화적으로 만드는 도구를 제공 할 수 있습니다. 은(Ag), 금(Au) 또는 구리(Cu)를 포괄하는 금속 은(Ag), 금(Au) 또는 구리(Cu)는 이러한 시스템이 국소화된 표면 플라스몬 공명(LSPR) 여기5,6,7,8을통해 나노스케일에서 빛과 상호 작용하는 독특한 방식으로 발생하는 가시적 범위에서 흥미로운 광학 적 특성을 표시할 수 있다. 플라스모닉 NPs라고불리는 이들 NPs에서 LSPR은 전자5,6,7,8의집단 운동과 함께 사건 광자(들어오는 전자파로부터)간의 공명 상호작용을 포함한다. 이러한 현상은 환경9,10,11의크기, 모양, 조성 및 유전체 상수에 의존하는 특징적인 주파수에서 일어난다. 예를 들어, Ag, Au 및 Cu의 경우 이러한 주파수는 눈에 보이는 것에서 가까운 IR까지 다양할 수 있으며, LSPR5,6,7,8,12,13을자극하기 위해 태양 에너지를 활용할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
최근에는 플라스모닉 NPs에서 LSPR 암분이 분자변환5,14,15,16,17,18,19의선택성을 가속화하고 조절하는 데 기여할 수 있음을 입증하였다. 이것은 점서 촉매라는 필드를 낳았다, 가속에 빛에서 에너지를 사용하는 데 초점을 맞추고, 드라이브, 및 제어 화학 변환5,14,15, 16,17,18,19. 이러한 맥락에서, 플라스모닉 폰의 LSPR 여기가 LSPR 흥분 핫 캐리어라고 불리는 에너지 핫 전자와 구멍의 형성으로 이어질 수 있다는 것이 확립되었습니다. 이들 운반대는 전자 또는 진동활성화(15,16)를통해 흡착된 종과 상호 작용할 수 있다. 반응속도 증가 외에도, 이 과정은 또한 기존의 열화학적 중심 공정을 통해 접근할 수 없는 대체 반응 경로를 제공할 수 있으며, 반응 선택성20,21,22, 23,24,25에대한 제어를 위한 새로운 길을 열어줄 수있다. 중요한 것은, 플라스몬 붕괴가 열 방출로 이어질 수 있다는 점에 주목할 필요가 있으며, 이는 또한 반응 속도 속도 속도에 기여할 수 있는 NPs 부근의 온도 상승으로 이끌어 내는15,16.
이러한 흥미로운 기능으로 인해, 플라스모닉 촉매는 성공적으로 다양한 분자 변환을 향해 사용되었습니다18. 그럼에도 불구하고 중요한 과제는 여전히 남아 있습니다. Ag 및 Au와 같은 플라스모닉 NP는 가시및 거의 IR 범위에 우수한 광학 특성을 표시하지만, 촉매 특성은 변환 범위측면에서 제한됩니다. 즉, 몇 가지 변환에 대해 좋은 촉매 특성을 표시하지 않습니다. 또한 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)과 같은 촉매에 중요한 금속은 가시또는 거의 IR 범위에서 LSPR 흥분을 지원하지 않습니다. 이러한 격차를 해소하기 위해, 플라스모닉 및 촉매 금속을 포함하는 바이메탈 NP는 효과적인전략(20,26,27,28, 29)을나타낸다. 이러한 시스템에서 플라스모닉 금속은 LSPR을 통해 광 여기로부터 에너지를 수확하기 위해 안테나로 사용될 수 있으며, 이 금속은 촉매 금속에서 분자 변환을 구동, 가속 및 제어하는 데 사용됩니다. 따라서,이 전략은 우리가 기존의 플라스모닉 금속 NPs 를 넘어 플라스몬 촉매를 확장 할 수있습니다 20,26,27,28,29.
이 프로토콜은 ZrO2 (Ag-Pd/ZrO2)에서지원되는 바이메탈 실버 팔라듐 (Ag-Pd) 합금 NPs의 촉진 합성을 설명하며, 이는 플라스모닉 촉매를 위한 플라스모닉 촉매 시스템으로 작용할 수 있습니다. Ag-Pd/ZrO2 NPs는 ZrO2 지지대에서 해당 금속 전구체의 공동 함침에 의해 제조되었으며, 그 다음으로 동시 감소30이되었다. 이러한 접근법은 ZrO2 지지체의 표면에서 직접 크기(직경)의 약 10nm 정도의 바이메탈 NPs를 형성하게 되었다. NP는 Pd의 1mol%로 구성되어 촉매 금속의 활용도를 최소화하면서 결과 Ag-Pd NP의 광학 적 특성을 극대화하였다. 플라스모닉 촉매에서 Ag-Pd/ZrO2 NPs의 적용을 위한 프로토콜이 니트로벤젠의 감소를 위해 입증되었다. 우리는 LSPR 흥분을 위해 425 nm LED 조명을 고용했습니다. 가스 크로마토그래피는 어둡고 가벼운 조사 조건 하에서 환감 반응의 변환 및 선택성을 모니터링하기 위해 수행되었다. LSPR 흥분은 순전히 열 구동 조건에 비해 Ag-Pd/ZrO2 NPs에서 선택성을 제어하여 촉매 성능을 향상시켰습니다. 이 프로토콜에 기재된 방법은 가스 크로마토그래피와 결합된 간단한 광촉매 반응 설정을 기반으로 하며 광범위한 분자 변환 및 NPs 조성에 적응할 수 있다. 따라서,이 방법은 변환 및 반응 선택성, 다른 NP및 무수한 액체 상 변환의 관점에서, 광촉매 활성의 특성화를 가능하게한다. 우리는이 문서가 현장에서 이민자와 경험이 풍부한 과학자 모두에게 중요한 지침과 통찰력을 제공 할 것이라고 믿습니다.

<table><tbody><tr><td>2-Propanol (anhydrous, 99.5%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>278475</td><td>CAS Number 67-63-0</td></tr><tr><td>Aniline (for synthesis)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>8.22256</td><td>CAS Number 62-53-3</td></tr><tr><td>Azobenzene (98%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>424633</td><td>CAS Number 103-33-3</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Honeywell</td><td>32221</td><td>CAS Number 64-17-5</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid (37%)</td><td>VWR</td><td>PRLSMC310066</td><td>CAS Number 7647-01-0</td></tr><tr><td>L-Lysine (crystallized, &amp;ge;98.0% (NT))</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>62840</td><td>CAS Number 56-87-1</td></tr><tr><td>Nitric acid (65%)</td><td>Merck</td><td>100456</td><td>CAS Number 7697-37-2</td></tr><tr><td>Nitrobenzene</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>8.06770</td><td>CAS Number 98-95-3</td></tr><tr><td>Potassium hydroxide</td><td>Fisher</td><td>10448990</td><td>CAS Number 1310-58-3</td></tr><tr><td>Potassium tetrachloropalladate (II) (98%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>205796</td><td>CAS Number 10025-98-6</td></tr><tr><td>Silver nitrate (ACS reagent, &amp;ge;99.0%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>209139</td><td>CAS Number 7761-88-8</td></tr><tr><td>Sodium borohydride (fine granular for synthesis)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>8.06373</td><td>CAS Number 16940-66-2</td></tr><tr><td>Zirconium (IV) oxide (nanopowder, &amp;lt;100 nm particle size (TEM))</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>544760</td><td>CAS Number 1314-23-4</td></tr></tbody></table>

preparation of silver-palladium alloyed nanoparticles for plasmonic catalysis under visible-light illumination

플라스모닉 나노입자(NPs)의 국소화된 표면 플라스몬 공명(LSPR)은 다양한 분자 변형의 선택성을 가속화하고 조절할 수 있다. 이는 이러한 범위에서 LSPR 흥분을 지원하는 플라스모닉 나노 입자가 촉매로 사용될 때 반응을 구동하고 제어하는 지속 가능한 입력으로 가시적이거나 가까운 IR 광을 사용할 가능성을 열어줍니다. 불행히도, 이것은 팔라듐 (PD)과 같은 여러 촉매 금속의 경우는 아닙니다. 이러한 한계를 극복하기 위한 한 가지 전략은 플라스모닉 및 촉매 금속을 함유한 바이메탈 EP를 사용하는 것입니다. 이 경우 플라스모닉 금속의 LSPR 여기는 촉매 성분에 의해 구동되는 변환을 가속화하고 제어하는 데 기여할 수 있다. 본 명세서에서 보고된 방법은 플라스모닉 촉매 제역할을 하는 ZrO 2(Ag-Pd/ZrO2)에서지원되는 바이메탈 실버 팔라듐(Ag-Pd) NPs의 합성에 초점을 맞추고 있다. NPs는 ZrO2 지지대에서 해당 금속 전구체의 공동 함침에 의해 제조되었고, 이어서 ZrO2 지지대에서 직접 바이메탈 EP의 형성으로 이어지는 동시 감소에 의해 제조되었다. Ag-Pd/ZrO2 NPs는 LED 램프에 의한 425 nm 조명 하에서 니트로벤젠을 감소시켜 플라스모닉 촉매로 사용되었다. 가스 크로마토그래피(GC)를 사용하여, 어둡고 가벼운 조사 조건 하에서 환원 반응의 변환 및 선택성을 모니터링할 수 있으며, 플라스모닉 메탈 Ag로 비플라스모닉 PD를 합금한 후 LSPR 흥분하에서 선택성을 향상된 촉매 성능과 제어할 수 있다. 이 기술은 광범위한 분자 변환 및 NPs 조성에 적응할 수 있으므로 변환 및 선택성 측면에서 다양한 유형의 촉매의 플라스모닉 촉매 활성의 특성화에 유용합니다.

도 1A는 순수 ZrO2 산화물(왼쪽)과 Ag-Pd/ZrO2 NPs(오른쪽)를 포함하는 고체 시료의 디지털 사진을 나타낸다. 이러한 색상 변경은 흰색(ZrO2)에서갈색(Ag-Pd/ZrO2)으로ZrO2 표면에서 Ag-Pd NPs의 증착에 대한 초기 질적 증거를 제공한다. 도 1B는 Ag-Pd/ZrO2 NPs(파란색 추적) 뿐만 아니라 ZrO2(블랙 트레이스) 및 Ag/ZrO2 NPs(빨간색 추적)로부터 UV 가시 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 여기서 ZrO2 지지대와 Ag/ZrO2 NP는 참조 재료로 사용되었습니다. ZrO2는 가시 범위에 밴드를 표시하지 않았습니다. 따라서, 그것은 어떤 광촉매 활동에 기여 해서는 안 됩니다. 428nm를 중심으로 한 신호는 Ag/ZrO2 NPs(적색 추적)에 대해 감지될 수 있다. 이 신호는 Ag NPs9의LSPR 디폴라 모드에 할당됩니다. Ag-Pd/ZrO2 NPs는 413nm을 중심으로 피크를 표시했는데, 이는 Ag/ZrO2 NP에 비해 약간 파란색으로 이동하고 강도가 낮습니다. 파란색 시프트는 Pd31로합금시 재료 허용도의 변화에 할당될 수 있다. 또한, 피크 강도의 감소는 합금된 Ag-Pd NPs의 형성에 대한 증거이며, 코어 쉘 또는 합금 시스템으로 이어지는 플라스모닉 나노입자에 비플라스모닉 금속을 첨가하여 LSPR피크(32)의강도에 댐핑을 유도한다는 것이 잘 확립되어 있다. 이 경우, 우리는 A-Pd NPs (~1 %)에서 PD wt. %를 유지한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. LSPR 피크가 완전히 억제되지 않고 Ag-Pd 샘플이 여전히 가시 범위에서 광학 특성(LSPR 여기)을 유지하므로 플라스모닉 촉매에 대해 활성화됩니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61712/61712fig1.jpg"> 그림 1: 촉매의 광학 특성화. (A)솔리드 ZrO2 지지체(왼쪽)와 Ag-Pd/ZrO2 촉매(오른쪽)의 디지털 사진. (B)ZrO2,Ag/ZrO2및 Ag-Pd/ZrO2 촉매의 UV-눈에 보이는 멸종 스펙트럼. 스펙트럼은 분산 반사 스펙트럼 스펙트럼(DRS) 모드에서 통합 구를 사용하여 기록되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61712/61712fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
촉매의 합성 동안, 사용된 Ag 및 Pd 염의 양은 지원에 3wt. % 금속 적재에 도달하기 위해 계산되었고, Ag-Pd/ZrO2에대한 99% Ag 및 1% Pd의 조성물(wt.%) 순으로 계산하였다. 촉매의 조성을 확인하기 위해 원자 방출 분광법 (AES) 연구가 수행되었습니다. 계산된 양의 Ag/ZrO2 및 Ag-Pd/ZrO2는 농축 된 질산으로 소화되었다. 얻어진 솔루션은 AES에 의해 분석되었고 촉매에 처음 존재하는 Ag의 양은 교정 곡선으로부터 추론되었다. Ag-Pd/ZrO2의Pd 함량을 결정하기 위해, 촉매가 아쿠아 레지아를사용하여 소화되었다는 점을 제외하고는 동일한 공정이 사용되었다. AES 결과는 금속 적재가 두 촉매에 대해 2.6 wt.%였으며 Ag-Pd의 구성은 예상대로 1wt.% PD인 것으로 나타났습니다.
그림 2는 Ag-Pd/ZrO2 NPs의 스캐닝(SEM, 도 2A)및 투과 전자 현미경 검사법(TEM, 도 2B)을보여준다. ZrO2 지지체 의 표면에 있는 Ag-Pd NPs는 작은 NPs 크기로 인해 SEM 이미지(그림2A)에서식별되기 어렵다. 그러나, 직경 이 약 10nm(도2C)의평균 입자 크기를 가진 Ag-Pd NPs의 형성은 TEM 심상으로부터 식별될 수 있다(그 중 일부는 선명도를 위해 도 2B의 화살표로 표시됩니다). 그들은 구형 모양과 ZrO2 지지대의 표면에 상대적으로 균일한 분산을 표시했다.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61712/61712fig2.jpg"> 도 2: Ag-Pd/ZrO2 촉매의 형태학적 분석. (A)Ag-Pd/ZrO2 촉매의 SEM 이미지. (B)Ag-Pd/ZrO2 촉매의 TEM 이미지. 흰색 화살표는 Ag-Pd/ZrO2 촉매에 Ag-Pd NPs의 크기 분포의 히스토그램(C) 히스토그램을 포함하는 영역의 예를 묘사한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61712/61712fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
ZrO2에서지원되는 Ag-Pd NPs의 합성 후,이 방법은 플라스몬 촉매에서 합금 시스템으로 응용 프로그램에 초점을 맞췄다. 구체적으로, 도 3에도시된 바와 같이 액체 상에서 의 모델 변환으로서 니트로벤젠의 감소의 활용을 설명한다. 이러한 프로브 반응은 니트로벤젠의 감소가 아조벤젠과 애니라인33,34의형성으로 이어질 수 있기 때문에 흥미롭다. 따라서, 이러한 모델 변환은 플라스모닉 촉매에서 빛 조명(LSPR 여기)의 함수로서 변환 비율 및 반응 선택성에 대한 동시 조사를 가능하게 한다. 여기서, 반응은 용매 및 KOH로서 이소프로판올의 존재에서 수행되었다. 또한, 70°C는 반응 온도로 사용되었고, 4개의 425nm LED 램프가 광조명원으로 사용되었고, 2.5h는 반응 시간(프로토콜의 제5항에 기술된 바와 같이)이었다. Ag-Pd/ZrO2 NPs를 플라스모닉 촉매로 사용하는 것 외에도, 알빈 반응(촉매부재), 및 Ag/ZrO2 NPs를 합금바이메탈 펜션에서 PD의 역할을 입증하는 기준 촉매로서 도 설명되었다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61712/61712fig3.jpg"> 그림 3: 모델 반응의 회로도 표현. 모델 반응으로 사용되는 포토카탈리저드 니트로벤젠 감소의 계획. LSPR 흥분에서, 이 반응은 제품으로 아조벤젠과 애니라인의 형성으로 이끌어 냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61712/61712fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
도 4는 플라스모닉 촉매 조사에 사용되는 반응기 및 램프 설정의계획(도 4A)과디지털 사진(도4B)을보여준다. LSPR 암분에 사용되는 설정은 원자로 주변에 동등하게 간격을 두고 7cm 의 거리에서 425 nm LED 램프 4개로 만들어졌습니다. 원자로는 시스템의 중앙에 위치하여 온도 조절 자기 교반기 위에 오일 욕조에 침지되었습니다. 이를 통해 모든 방향에서 반응 혼합물의 온도와 보다 균일한 조명을 제어할 수 있습니다.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61712/61712fig4.jpg"> 그림 4: 광촉매 반응 설정의 표현. (A)정상시야 및(B)반응기로부터 7cm 거리에 위치한 425nm LED 램프 4개로 둘러싸인 오일 욕조내 의 반응기를 포함한 광반응 설정의 디지털 사진. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61712/61712fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
반응이 진행된 후, 아조벤젠 및 애니라인의 형성에 대한 변환 및 선택성은 가스 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다. 도 5는 LSPR 암습(도5A)및 어두운상태(도 5B)에서수행된 Ag-Pd/ZrO2 NPs에 의해 촉매작용된 반응의 끝에서 얻은 크로마토그램을 나타낸다. 이 경우, 니트로벤젠, 아조벤젠 및 애니라인을 서로 다른 보존 시간에 분리하여 이러한 분자를 올바르게 식별할 수 있는 GC 방법을 사용해야 하며, 각 분자에 대한 교정 곡선이 그들의 정량화를 수행하기 위해 사용되었다. 더욱이, 상기 반응 혼합물은 또한 가스 크로마토그래피 질량 분광법(GC-MS)에 의해 분석되어 아조벤젠과 애니라인의 형성을 확인하고 형성될 수 있는 다른 어떤 제품도 확인할 수 있다.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61712/61712fig5.jpg"> 그림 5: 반응 혼합물의 크로마토그램. LSPR 심각(light 조사)(A)및 어두운(B)조건하에서 Ag-Pd/ZrO2에 의해 2.5 h 촉매 후 반응 혼합물로부터 얻은 GC 크로마토그램. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61712/61712fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
표 1 및 도 6은 질소벤젠 감소(도6A)와아조벤젠및 애니라인(도6B)을향한 선택성뿐만 아니라 Ag/ZrO2 NPs에 대한 변환 백분율을 묘사한다. 촉매(빈 반응)가 없는 경우, 빛 조명의 존재와 부재 에서 니트로벤젠 변환이 검출되지 않았다. Ag/ZrO2 NPs의 경우 암흑 상태에서 변환이 감지되지 않았지만 LSPR 여기에서 36%의 변환이 관찰되었습니다. 아조벤젠을 향한 56%의 선택성(18% 선택성)이 검출되었다. 이 결과는 Ag만이 LSPR 흥분하에서 이 반응을 촉매할 수 있음을 나타냅니다. 바이메탈 Ag-Pd/ZrO2 NPs의 경우 어두운 조건(2.2%)에서 유의한 변환이 감지되지 않았습니다. 흥미롭게도, LSPR 흥분에 따라, 전환 %는 63 %에 대응, 아조 벤젠 (27% 아이라인쪽으로 선택성)에 대한 선택성 73 %와. 이 관측은 LSPR 흥분하에서 변환을 증가시킬뿐만 아니라 반응 선택성을 제어하는 플라스모닉 촉매 나노 입자에서 바이 메탈릭 구성의 잠재력을 보여줍니다.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">촉매</td>
			<td rowspan="2">조건</td>
			<td rowspan="2">전환 %</td>
			<td colspan="2">선택성 %</td>
		</tr>
<tr>
<td>아닐린</td>
			<td>아조벤젠</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">AgPd/ZrO2 (2.56%)</td>
			<td>빛</td>
			<td>63</td>
			<td>27</td>
			<td>73</td>
		</tr>
<tr>
<td>어두운</td>
			<td>2.2</td>
			<td>Nd</td>
			<td>Nd</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Ag/ZrO2 (2.61%)</td>
			<td>빛</td>
			<td>36</td>
			<td>18</td>
			<td>56</td>
		</tr>
<tr>
<td>어두운</td>
			<td>0</td>
			<td>Nd</td>
			<td>Nd</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">빈</td>
			<td>빛</td>
			<td>0</td>
			<td>Nd</td>
			<td>Nd</td>
		</tr>
<tr>
<td>어두운</td>
			<td>0</td>
			<td>Nd</td>
			<td>Nd</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: 니트로벤젠 감소를 위한 변환 및 선택성 요약. LSPR 흥분 및 어두운 조건하에서 니트로 벤젠 감소 반응에 대한 변환 및 제품 선택성. 해당 지역이 10 000 개 미만인 경우 피크가 감지되지 않았습니다(ND). Ag-Pd/ZrO2 및 Ag/ZrO2는 촉매로서 사용되었고 촉매없이 빈 반응도 분석되었다. 반응 조건: 촉매(30 mg), 용매(IPA, 5mL), 베이스(KOH, 0.2 mmol/L), 반응제(니트로벤젠, 0.15 mmol/L), 아르 대기 중, 70°C에서 2.5h.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61712/61712fig6.jpg"> 그림 6: 빛 조명 아래에서 변환 비율 및 선택성. (A)425 nm 광 조사 하에 니트로 벤젠 변환 및 Ag-Pd/ZrO2 (블루 바) 및 Ag/ZrO2(레드 바)에 의해 촉매된 반응에 대한 어둠 속에서. (B)Ag-Pd/ZrO 2(블루 바) 및 Ag/ZrO2(빨간색 막대)에 의해 촉매된 반응에 대한 가벼운 조사 하에 애니라인 및 아조벤젠 선택성. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61712/61712fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Preparation of Silver-Palladium Alloyed Nanoparticles for Plasmonic Catalysis under Visible-Light Illumination

여기에 제시된 은 팔라듐(Ag-Pd) 합금 나노입자(NPs)의 합성을 위한 프로토콜이 ZrO 2(Ag-Pd/ZrO2)에서지원된다. 이 시스템은 가시광선 조사에서 에너지를 수확하여 분자 변환을 가속화하고 제어할 수 있도록 합니다. 이것은 Ag-Pd/ZrO2 NPs에 의해 촉매화된 빛 조사에서 니트로벤젠 감소에 의해 삽화됩니다.

가시광선 조명 아래 플라스모닉 촉매용 실버 팔라듐 합금 나노 입자 의 준비

Localized surface plasmon resonance (LSPR) in plasmonic nanoparticles (NPs) can accelerate and control the selectivity of a variety of molecular ...

preparation-silver-palladium-alloyed-nanoparticles-for-plasmonic

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

5.4K 조회수.  University of Helsinki. 여기에 제시된 은 팔라듐(Ag-Pd) 합금 나노입자(NPs)의 합성을 위한 프로토콜이 ZrO 2(Ag-Pd/ZrO2)에서지원된다. 이 시스템은 가시광선 조사에서 에너지를 수확하여 분자 변환을 가속화하고 제어할 수 있도록 합니다. 이것은 Ag-Pd/ZrO2 NPs에 의해 촉매화된 빛 조사에서 니트로벤젠 감소에 의해 삽화됩니다.

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Gyroid Nickel Nanostructures from Diblock Copolymer Supramolecules

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, have high porosity, high surface-to-volume and strength-to-weight ratio. Unfortunately, common approaches for preparation of metallic nanostructures render materials with highly disordered architecture, which might have an adverse effect on their mechanical properties. Block copolymers have the ability to self-assemble into ordered nanostructures and can be applied as templates for the preparation of well-ordered metal nanofoams. Here we describe the application of a block copolymer-based supramolecular complex - polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine)(pentadecylphenol) PS-b-P4VP(PDP) - as a precursor for well-ordered nickel nanofoam. The supramolecular complexes exhibit a phase behavior similar to conventional block copolymers and can self-assemble into the bicontinuous gyroid morphology with two PS networks placed in a P4VP(PDP) matrix. PDP can be dissolved in ethanol leading to the formation of a porous structure that can be backfilled with metal. Using electroless plating technique, nickel can be inserted into the template&#39;s channels. Finally, the remaining polymer can be removed via pyrolysis from the polymer/inorganic nanohybrid resulting in nanoporous nickel foam with inverse gyroid morphology.

This article describes the preparation of well-ordered nickel nanofoams via electroless metal deposition onto nanoporous templates obtained from self-assembled diblock copolymer based supramolecules.

디 블록 공중 합체의 초분자에서 Gyroid 니켈 나노 구조

Nanoporous metal foams possess a unique combination of properties - they are catalytically active, thermally and electrically conductive, and furthermore, ...

연구

화학

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle diameters ranging from 30-250 nm by varying the reaction conditions. Through the selection of a microwave compatible solvent, silicic acid precursor, catalyst, and microwave irradiation time, these microwave-assisted methods were capable of overcoming the previously reported shortcomings associated with synthesis of silica nanoparticles using microwave reactors. The siloxane precursor was hydrolyzed using the acid catalyst, HCl. Acetone, a low-tan &#948; solvent, mediates the condensation reactions and has minimal interaction with the electromagnetic field. Condensation reactions begin when the silicic acid precursor couples with the microwave radiation, leading to silica nanoparticle sol formation. The silica nanoparticles were characterized by dynamic light scattering data and scanning electron microscopy, which show the materials&#39; morphology and size to be dependent on the reaction conditions. Microwave-assisted reactions produce silica nanoparticles with roughened textured surfaces that are atypical for silica sols produced by St&#246;ber&#39;s methods, which have smooth surfaces.

Silica nanoparticles were prepared using acid-catalysis of a siloxane precursor and microwave-assisted synthetic techniques resulting in the controlled growth of nanomaterials ranging from 30-250 nm in diameter. The growth dynamics can be controlled by varying the initial silicic acid concentration, time of the reaction, and temperature of reaction.

전자 레인지를 이용한 산 - 촉매 반응을 통해 실리카 나노 입자의 제조

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large extinction coefficients which can be tuned across the visible spectrum. Research into the plasmonic enhancement of optical transitions has become popular, due to the possibility of altering and in some cases improving photo-absorption or emission properties of nearby chromophores such as molecular dyes or quantum dots. The electric field of the plasmon can couple with the excitation dipole of a chromophore, perturbing the electronic states involved in the transition and leading to increased absorption and emission rates. These enhancements can also be negated at close distances by energy transfer mechanism, making the spatial arrangement of the two species critical. Ultimately, enhancement of light harvesting efficiency in plasmonic solar cells could lead to thinner and, therefore, lower cost devices. The development of hybrid core/shell particles could offer a solution to this issue. The addition of a dielectric spacer between a gold nanoparticles and a chromophore is the proposed method to control the exciton plasmon coupling strength and thereby balance losses with the plasmonic gains. A detailed procedure for the coating of gold nanoparticles with CdS and ZnS semiconductor shells is presented. The nanoparticles show high uniformity with size control in both the core gold particles and shell species allowing for a more accurate investigation into the plasmonic enhancement of external chromophores.

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

합성, 특성 및 하이브리드 금 / CD 및 금 /은 ZnS 코어 / 쉘 나노 입자의 작용 화

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to neutral gold Au(0) by reducing agents, such as sodium citrate or sodium borohydride. The extension of this method to decorate iron oxide or similar nanoparticles with gold nanoparticles to create multifunctional hybrid Fe2O3-Au nanoparticles is straightforward. This approach yields fairly good control over Au nanoparticle dimensions and loading onto Fe2O3. Additionally, the Au metal size, shape, and loading can easily be tuned by changing experimental parameters (e.g., reactant concentrations, reducing agents, surfactants, etc.). An advantage of this procedure is that the reaction can be done in air or water, and, in principle, is amenable to scaling up. The use of such optically tunable Fe2O3-Au nanoparticles for hyperthermia studies is an attractive option as it capitalizes on plasmonic heating of gold nanoparticles tuned to absorb light strongly in the VIS-NIR region. In addition to its plasmonic effects, nanoscale Au provides a unique surface for interesting chemistries and catalysis. The Fe2O3 material provides additional functionality due to its magnetic property. For example, an external magnetic field could be used to collect and recycle the hybrid Fe2O3-Au nanoparticles after a catalytic experiment, or alternatively, the magnetic Fe2O3 can be used for hyperthermia studies through magnetic heat induction. The photothermal experiment described in this report measures bulk temperature change and nanoparticle solution mass loss as functions of time using infrared thermocouples and a balance, respectively. The ease of sample preparation and the use of readily available equipment are distinct advantages of this technique. A caveat is that these photothermal measurements assess the bulk solution temperature and not the surface of the nanoparticle where the heat is transduced and the temperature is likely to be higher.

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

We describe the synthesis and properties of multifunctional Fe2O3-Au nanoparticles produced by a wet chemical approach and investigate their photothermal properties using laser irradiation. The composite Fe2O3-Au nanoparticles retain the properties of both materials, creating a multifunctional structure with excellent magnetic and plasmonic properties.

다기능 하이브리드 철<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; 효율적인 플라즈몬 난방을위한 -Au 나노 입자

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to ...

공학

Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic nanoscale patch antennas. This includes a detailed procedure for the fabrication of thin films with a well-controlled thickness over macroscopic areas using layer-by-layer deposition of polyelectrolyte polymers, namely poly(allylamine) hydrochloride (PAH) and polystyrene sulfonate (PSS). These polyelectrolyte spacer layers serve as a dielectric gap in between silver nanocubes and a gold film. By controlling the size of the nanocubes or the gap thickness, the plasmon resonance can be tuned from about 500 nm to 700 nm. Next, we demonstrate how to incorporate organic sulfo-cyanine5 carboxylic acid (Cy5) dye molecules into the dielectric polymer gap region of the nanopatch antennas. Finally, we show greatly enhanced fluorescence of the Cy5 dyes by spectrally matching the plasmon resonance with the excitation energy and the Cy5 absorption peak. The method presented here enables the fabrication of plasmonic nanopatch antennas with well-controlled dimensions utilizing colloidal synthesis and a layer-by-layer dip-coating process with the potential for low cost and large-scale production. These nanopatch antennas hold great promise for practical applications, for example in sensing, ultrafast optoelectronic devices and for high-efficiency photodetectors.

A protocol for the colloidal synthesis of silver nanocubes and fabrication of plasmonic nanoscale patch antennas with sub-10 nm gaps is presented.

플라즈몬과 나노 포토닉스의 응용 프로그램에 대한 Nanopatch 안테나의 콜로이드 합성

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic ...

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs within the interlayer space of semiconducting layered titania nanosheet (TNS) films was investigated here. Two types of intermediate films (i.e., TNS films containing methyl viologen (TNS/MV2+) and 2-ammoniumethanethiol (TNS/2-AET+)) were prepared. The two intermediate films were soaked in an aqueous tetrachloroauric(III) acid (HAuCl4) solution, whereby considerable amounts of Au(III) species were accommodated within the interlayer spaces of the TNS films. The two types of obtained films were then soaked in an aqueous sodium tetrahydroborate (NaBH4) solution, whereupon the color of the films immediately changed from colorless to purple, suggesting the formation of AuNPs within the TNS interlayer. When only TNS/MV2+ was used as the intermediate film, the color of the film gradually changed from metallic purple to dusty purple within 30 min, suggesting that aggregation of AuNPs had occurred. In contrast, this color change was suppressed by using the TNS/2-AET+ intermediate film, and the AuNPs were stabilized for over 4 months, as evidenced by the characteristic extinction (absorption and scattering) band from the AuNPs.

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Here, we present a protocol for the in situ synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) within the interlayer space of layered titanate films without the aggregation of AuNPs. No spectral change was observed even after 4 months. The synthesized material has expected applications in catalysis, photo-catalysis, and the development of cost-effective plasmonic devices.

계층화 된 티탄 투명 필름의 층간 공간에서 집계하지 않고 금 나노 입자의 제자리 합성에

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs ...

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.

Ligand 중재 Nucleation 및 팔라듐 금속 나노 입자의 성장

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

A Continuous-flow Photocatalytic Reactor for the Precisely Controlled Deposition of Metallic Nanoparticles

In this work, a novel photocatalytic reactor for the pulsed and controlled excitation of the photocatalyst and the precise deposition of metallic nanoparticles is developed. Guidelines for the replication of the reactor and its operation are provided in detail. Three different composite systems (Pt/graphene, Pt/TiO2, and Au/TiO2) with monodisperse and uniformly distributed particles are produced by this reactor, and the photodeposition mechanism, as well as the synthesis optimization strategy, are discussed. The synthesis methods and their technical aspects are described comprehensively. The role of the ultraviolet (UV) dose (in each excitation pulse) on the photodeposition process is investigated and the optimum values for each composite system are provided.

For a continuous and scalable synthesis of noble-metal-based nanocomposites, a novel photocatalytic reactor is developed and its structure, operation principles, and product quality optimization strategies are described.

금속 나노 입자의 정확 하 게 제어 증 착에 대 한 연속 흐름 촉매 반응 기

In this work, a novel photocatalytic reactor for the pulsed and controlled excitation of the photocatalyst and the precise deposition of metallic ...

Photodeposition of Pd onto Colloidal Au Nanorods by Surface Plasmon Excitation

A protocol is described to photocatalytically guide Pd deposition onto Au nanorods (AuNR) using surface plasmon resonance (SPR). Excited plasmonic hot electrons upon SPR irradiation drive reductive deposition of Pd on colloidal AuNR in the presence of [PdCl4]2-. Plasmon-driven reduction of secondary metals potentiates covalent, sub-wavelength deposition at targeted locations coinciding with electric field &#8220;hot-spots&#8221; of the plasmonic substrate using an external field (e.g., laser). The process described herein details a solution-phase deposition of a catalytically-active noble metal (Pd) from a transition metal halide salt (H2PdCl4) onto aqueously-suspended, anisotropic plasmonic structures (AuNR). The solution-phase process is amenable to making other bimetallic architectures. Transmission UV-vis monitoring of the photochemical reaction, coupled with ex situ XPS and statistical TEM analysis, provide immediate experimental feedback to evaluate properties of the bimetallic structures as they evolve during the photocatalytic reaction. Resonant plasmon irradiation of AuNR in the presence of [PdCl4]2- creates a thin, covalently-bound Pd0 shell without any significant dampening effect on its plasmonic behavior in this representative experiment/batch. Overall, plasmonic photodeposition offers an alternative route for high-volume, economical synthesis of optoelectronic materials with sub-5 nm features (e.g., heterometallic photocatalysts or optoelectronic interconnects).

A protocol for anisotropic photodeposition of Pd onto aqueously-suspended Au nanorods via localized surface plasmon excitation is presented.

표면 플라스몬 여기에 의해 콜로이드 Au 나노로드에 Pd의 포토포지션

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

플라즈몬 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성

Aqueous Synthesis of Plasmonic Gold-Tin Alloy Nanoparticles

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have potential applications in catalysis, optoelectronics, imaging, and drug delivery. Previously, methods for producing alloy nanoparticles have been time-consuming, require complex reaction conditions, and can have inconsistent results. The outlined protocol first describes the synthesis of approximately 13 nm Au nanoparticle seeds using the Turkevich method. The protocol next describes the reduction of Sn and its incorporation into the Au seeds to generate Au-Sn alloy nanoparticles. The optical and structural characterization of these nanoparticles is described. Optically, prominent localized surface plasmon resonances (LSPRs) are apparent using UV-visible spectroscopy. Structurally, powder X-ray diffraction (XRD) reflects all particles to be less than 20 nm and shows patterns for Au, Sn, and multiple Au-Sn intermetallic phases. Spherical morphology and size distribution are obtained from transmission electron microscopy (TEM) imaging. TEM reveals that after Sn incorporation, the nanoparticles grow to approximately 15 nm in diameter.

저자 스포트라이트: 합성 및 원소 혼합 발전을 위한 지속 가능한 나노 물질 설계

Here, the synthesis of gold (Au) seeds is described using the Turkevich method. These seeds are then used to synthesize gold-tin alloy (Au-Sn) nanoparticles with tunable plasmonic properties.

플라즈모닉 금-주석 합금 나노 입자의 수성 합성

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have ...