Протокол редуктивной плазмонной фотодезиции потенцизирует способность направлять суб-пятинометровую ковалентную сборку металла в целевых местах с оптимальными межрасовыми характеристиками в условиях обработки окружающей среды. Основным преимуществом этой техники является возможность использования внешнего поля, такого как лазер, для контроля толщины и расположения эпитаксиального роста металла. Мы уже продемонстрировали плазмонные фотодепозиции металлической платины и серебра, и есть уверенность, что этот метод может быть распространен на многие другие для различных каталитических приложений.
Демонстрацией процедуры будет я и Джонатан Болтерсдорф, химик из Исследовательской лаборатории армии США. Чтобы начать эту процедуру, разбавить 830 микролитров запасов концентрированной соляной кислоты с водой до 100 миллилитров, чтобы получить 0,1 молярной соляной кислоты раствора. Разбавить 4 миллилитров этого раствора водой до 20 миллилитров, чтобы создать 20 миллимолярный раствор соляной кислоты.
Pipette 10 миллилитров этого 20 миллимолярный раствор соляной кислоты в соответствующую стеклянную посуду. Затем добавьте 0,0177 грамма хлорида палладия-два хлорида в соляную кислоту и перемешайте с помощью звуковых данных до тех пор, пока весь хлорид палладия (ii)не растворит. В результате раствор дигидрогена тетрохлоропаллидат должен иметь концентрацию 10 миллимолей, и должен проявлять темно-оранжевый цвет.
Затем, пипетка 2,5 миллилитров aqueously приостановлено золотой нанородный раствор с 1 до 10 миллимолярный cetyltrimethyl аммия бромид сурфактант в 1 сантиметр пути длиной макро объем cuvette с магнитной бар перемешать. Поместите кюветт на тарелку для перемешивания. Пипетка 475 микролитров дегазаного метанола в кювет, осторожно помешивая.
Продолжайте перемешивание в течение примерно 15 до 20 минут, периодически удаляя любые пузырьки, осторожно нажав нижней части кюветта против жесткой поверхности по мере необходимости. После этого пипетка пять микролитров бульона концентрированной соляной кислоты в кювет и дайте ему смешать в течение 15 минут. Затем введите 25 микролитров 10 миллимолярной дигидрогенной тетрохлоропаллидат в реакционной смеси для атомного соотношения палладия к золоту от одного до пяти.
Пусть решение комплекса в темноте в течение одного часа при перемешивании. Затем облучить реакционной смесью с помощью неполяризованного 715 нанометрового давно отфильтрованного вольфрама-галогенной лампы с интенсивностью 35 милливатт на сантиметр в квадрате в течение 24 часов. На следующий день, мыть остаточные химические вещества и реагенты из палладия-золота нанородов путем центрифугирования в 9000 раз G.Use пипетку, чтобы удалить супернатант, и вновь приостановить гранулы в воде.
Погрузите флакон в ванну sonicator в течение одной-двух минут, чтобы разогнать нанородов и завершить стирку. Повторите весь этот процесс мытья еще раз. В этом исследовании, УФ-вис абсорбент спектры временно записаны для выяснения изменений при добавлении каждого компонента, включающего смесь реакции, начиная с золотых нанородов.
Добавление метанола и соляной кислоты уменьшает величину поглощения через разбавление. Добавление дигидрогена тетрохлоропаллидат вызывает УФ-лаг и функции передачи металлического заряда. После эквилибации в темноте в течение одного часа, молекулы палладия (ii) обладают диапазонами передачи заряда на 247 и 310 нанометров.
При облучению на золотой нанород продольной поверхности плазмонной резонанса, диапазоны передачи заряда быстро синяя смещение до 230 и 277 нанометров соответственно. Величина абсорбции доминирующего пика переноса заряда уменьшается с 1,7 до примерно 0,47 в течение 24 часов из-за фотопроводимости поглощенного палладия (ii) плазмоническими горячими электронами. Два режима SPR затем анализируются до и после резонансного облучения.
Продольные красные сдвиги SPR от 807 до 816 нанометров. С расширением ширины линии 7 нанометров поперечный SPR остается неизменным. XPS подтверждает наличие металлического палладия появлением линий палладия-3D при связывании энергий 335 и 340 электронвольт.
TEM показывает морфологии золотых нанородов, смешанных с дигидрогеном тетрохлоропаллидат в темноте и после резонансного облучения. Резонансное освещение дает остро наклонные нанороды с грубыми радиальными интерфейсами. Такие характеристики не наблюдаются в темноте.
Распределение длин нанородов указывает на то, что средняя длина выросла со 127 до 129 нанометров. Это связано с наличием фотодепозита палладия на концах стержней, что подтверждается на карте EDS. Важно, чтобы концентрация CTAB не превышала от одного до 10 миллимоляров в нанородном растворе золота.
В противном случае транспортировка прекурсоров на поверхность золота будет тормозиться. Эта процедура может быть легко адаптирована к фоторедаце других каталитических металлов, таких как платина или иридий на плазмонально активных структур семян для синтеза широкого спектра фотокаталотов. Теперь у нас есть архитектура, где плазмоническая энергия может быть передана непосредственно на каталитической поверхности без каких-либо межфациальных барьеров, что позволяет нам исследовать плазмонный фотокатализа более эффективно.
Гидрохлорная кислота является коррозионной, сильной кислотой и должна обрабатываться в дымовом капюшоне с надлежащим защитным оборудованием, таким как очки и перчатки.
