Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
A protocol for the photochemical oxidative growth of small crystalline iridium oxide nanoparticles on the surface of CdSe@CdS seeded rod nanoparticles is presented.
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).
Photocatalysis yenilenebilir enerji üretimi ve su arıtımı ve hava arıtma 1-3 gibi diğer çevresel uygulamalar için cazip ve gelecek vaat eden bir çözüm sunuyor. güneş enerjisi ile çalışan toplam su bölme, temiz ve yenilenebilir hidrojen yakıt kaynağı olabilir; Ancak, araştırma yıllardır rağmen, pratik kullanım için yeterince kararlı ve verimli sistemler henüz gerçekleşmiş değil.
photodeposition ve yarı iletken aracılı fotokataliz Hem fotoğraf oluşturulan elektron-delik çiftleri ayıran ve redoks reaksiyonları başlatabilir yüzeye onları sürüş aynı mekanizma güveniyor. Bu iki süreç arasındaki benzerlikler Fotokatalizörler 4-6 alanı için cazip bir sentetik aracı photodeposition olun. Bu yöntem, yeni ve keşfedilmemiş sınırlarına fotokatalist üretimini sürmesi bekleniyor. Potansiyel olarak mekansal düzenleme üzerinde bozulmamış kontrol sağlayabilirBir Heteroyapılarda farklı bileşenler ve sofistike nanoparçacık sistemlerini inşa yeteneği ilerlemek. Sonuçta yöntem bir adım daha yakın direkt güneş-yakıt enerji dönüşümü için etkin bir fotokatalist gerçekleştirerek bizi getirecektir.
Su oksidasyonu 7-11 için etkili bir katalizör olduğu bilinmektedir gibi, bir ko-katalizör olarak izo 2 büyümesini incelenmiştir. 12,13 çubuk (kadmiyum sülfit) gömülü kuantum noktası (CdSe) içindeki bir ayarlanabilir yapısı eden fotokatalizör alt-tabaka 14,15 olarak kullanılmıştır. Şu anda oksidatif yolu bir aracılı yol üzerinden oluşup henüz belirlenemeyen ya da doğrudan delik saldırı gereğidir. Burada, yarı iletken heteroyapıların içinde foto jenere deliklerinin üzerine bilgimiz ve kontrol oksidasyon reaksiyonlarında bir mekanik çalışma için harnessed olabilir. Bu arasında kapalı delikler 16,17 ve oluşumun lokalizasyonu kolaylaştırır alt-tabaka mimarisi ile mümkün olmaktadırçubuk üzerinde farklı oksidasyon reaksiyonu sitesi. Lokalize yük taşıyıcı ile nano malzemelerin kullanılması ürünlerin basit incelenmesi ile redoks reaksiyonlarını mekanistik çalışmalar için kullanılabilir. Bu şekilde her iki photodeposition indirgeme ve oksidasyon reaksiyonu yollarının benzersiz sonda olarak kullanılabilir. Bu photodeposition ve kenar kolloidal sentezi 18-20 kesme kombinasyonuyla elde yeni ve ilgi çekici olasılık bir örnektir.
su bölme ve yenilenebilir enerji dönüşüm için etkin bir katalizörün geliştirmek için arayış malzemeleri toplum içinde önemli bir itme haline gelmiştir. o fotokimyasal istikrarsızlık engellenmektedir ama bu, hidrojen üretimi için son derece etkin olduğu bilinmektedir CdS dünya çapında ilgi, teşvik etmiştir. Çalışmalarımız burada malzemenin Aşil topuğu davranır. IRO 2 dekore CdSe @ CdS çubuklar saf uzamış aydınlatma altında olağanüstü fotokimyasal istikrar göstermektedirsu.
Kuantum Noktalarının 21 1. Sentezi
Tohumlu Ro 2. Sentezids 21
Sulu Çözüm Tohumlu Çubuk 3. Transferi
İridyum Nanokristalli Parçacıkların 4. Büyüme
Transmisyon elektron mikrograflan (TEM) tohumlu çubuklar (Şekil 1) üstünde bir iridium oksit dağılımı görmek için toplanmıştır. TEM örnekleri TEM ızgara üzerine çözülmüş parçacıklarından bir damla pipetleme ile hazırlanmıştır. X-ışını difraksiyonu (XRD, Şekil 2) ve X-ışını fotoelektron spektrumları (XPS Şekil 3) bir kristalin iro 2 karışımı ve IR'nin 2 O 3 g?...
CdS tohumlanmıştır çubuklar @ CdSe tohum ve CdSe sentezi de 21,24,25 incelenmiştir. Bu alt-tabaka parçacıkların sentez adımları için miktarlar, sıcaklıklar ve kez hafif modifikasyonlar ayar bunların uzunluğu, çapı, ve / veya morfolojiye kullanılabilir. Burada tarif edilen sentetik protokolü tekbiçimli boyut yüksek ışıldayan tohumlu-çubuklar verir.
ligand değişim işlemi, bu durumda, su, polar ortamlara tohumlanmış çubukların kullanımına izin vermek...
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Bu araştırma Planlama ve Bütçeleme Komitesi ve İsrail Bilim Vakfı (Hibe No 152/11) I-CORE Programı tarafından desteklenmiştir. yenilenmiş laboratuar ve başlangıç paketi için İsrail Teknoloji Enstitüsü - Biz Kimya Schulich Fakültesi ve Technion teşekkür ederiz. Biz de bu yazıda kullanılmak üzere http://dx.doi.org/10.1039/C4TA06164K malzemeleri adapte izni için Kraliyet Kimya Derneği teşekkür ederim. Dr. Kalisman teşekkür desteklerinden dolayı Schulich doktora sonrası bursu. Biz XPS karakterizasyonu ile ona yardım için HR-TEM ve HAADF yanı sıra Dr. Kamira Weinfeld ile yaptığı yardım için Dr. Yaron Kauffmann'la teşekkür ederim.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Sulfur (S) | Sigma | 84683 | |
Selenium (Se) | Sigma | 229865 | |
Cadmium Oxide (CdO) | Sigma | 202894 | Highly Toxic |
n-Octadecylphosphonic acid (ODPA) | Sigma | 715166 | |
Propylphosphonic acid (PPA) | Sigma | 305685 | Highly regulated in some countries and regions |
Butylphosphonic acid (BPA) | Sigma | 737933 | Alternative to PPA |
Hexylphosphonic acid (HPA) | Sigma | 750034 | Alternative to PPA |
Trioctylphosphonic oxide (TOPO) | Sigma | 346187 | |
Tri-n-octylphosphine, 97% (TOP) | Sigma | 718165 | Air sensitive |
Spectrochemical Stirbar | Sigma | Z363545 | |
Sodium Hydroxide | Sigma | S5881 | |
Methanol | Sigma | 322415 | |
Toluene | Sigma | 244511 | |
Hexane | Sigma | 296090 | |
Octylamine | Sigma | 74988 | |
Nonanoic Acid | Sigma | N5502 | |
Isopropanol | Sigma | 278475 | |
Mercaptoundecanoic Acid (MUA) | Sigma | 674427 | |
Tetramethylammonium Hydroxide (TMAH) | Sigma | T7505 | |
Apiezon H Grease (high temperature grease) | Sigma | Z273562 | |
Sodium Persulfate | Sigma | 216232 | |
Sodium Nitrate | Sigma | 229938 | |
Sodium Hexachloroiridate(III) hydrate | Sigma | 288160 | |
Mounted 455 nm LED | Thorlabs | M455L3 | |
Cuvette Holder | Thorlabs | CVH100 | |
25 ml 3-neck Round Bottom Flask | Chemglass | CG-1524-A-02 | |
Liebig Condensor | Chemglass | CG-1218-A-20 | |
T-Joint Adapter | Chemglass | AF-0509-10 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır