Viene presentato un protocollo per la fotodeposizione anisotropica del Pd su nanorod Aunanorodsospesi aquessly sospesi tramite l’eccitazione localizzata di plasmon superficiale.
Viene descritto un protocollo per guidare fotocataliticamente la deposizione Pd su Au nanorods (AuNR) utilizzando la risonanza del plasmone superficiale (SPR). Eccito elettrone caldo plasmonica su SPR unità di irradiazione deduttiva di Pd su colloidal AuNR in presenza di [PdCl4]2-. La riduzione dei metalli secondari guidata da Plasmon potenzia la deposizione covalente di sotto-lunghezza d’onda in luoghi mirati in coincidenza con “punti caldi” di campo elettrico del substrato plasmonico utilizzando un campo esterno (ad esempio, laser). Il processo descritto qui descrive descrive una deposizione di soluzione-fase di un metallo nobile catalizzatore (Pd) da un sale di alogesia metallica di transizione (H2PdCl4) su strutture plamoniche anisotropiche (AuNR) aquesamente sospese e anisotropiche (AuNR). Il processo di fase della soluzione è suscettibile di creare altre architetture bimetallici. Il monitoraggio UV-vis di trasmissione della reazione fotochimica, insieme all’XPS ex situ e all’analisi TEM statistica, fornisce un feedback sperimentale immediato per valutare le proprietà delle strutture bimetallici che si evolvono durante il reazione fotocatalitica. L’irradiazione del plasco risonante di AuNR in presenza di [PdCl4]2- crea un guscio Pd0 sottile e legato in modo covalente senza alcun effetto di smorzamento significativo sul suo comportamento plasmonico in questo esperimento/batch rappresentativo. Nel complesso, la fotodeposizione plasmonica offre un percorso alternativo per la sintesi economica ad alto volume di materiali optoelettronici con caratteristiche sub-5 nm (ad esempio, fotocatalizzatori eterometallici o interconnessioni optoelettroniche).
Guidare la deposizione di metalli su substrati plasmonici tramite portatori caldi plasmonici generati da un campo esterno risonante potrebbe supportare la formazione in due fasi di nanostrutture anotertropiche in condizioni ambientali con nuovi gradi di libertà1 ,2,3. La chimica redox convenzionale, la deposizione del vapore e/o gli approcci di elettrodeposizione non sono adatti per la lavorazione di grandi volumi. Ciò è dovuto principalmente agli scarti in eccesso/sacrificio del reagente, ai processi di litografia a 5 fasi a bassa produttività e agli ambienti ad alta intensità energetica (0,01-10 Torr e/o 400-1000 gradi centigradi) con un controllo diretto minimo o nessun controllo diretto sulle caratteristiche dei materiali risultanti. . L’immersione di un substrato plasmonico (ad esempio, Au nanoparticle/seme) in un ambiente precursore (ad esempio, soluzione di sale Pd acquosa) sotto illuminazione alla risonanza del plasmone superficiale localizzata (SPR) avvia intensità) deposizione fotochimica del precursore tramite elettroni caldi plasmonici e/o gradienti fototermici3,4. Ad esempio, i parametri/requisiti di protocollo per la decomposizione fototermica plasmonica di Au, Cu, Pb, e Ti organometallici e idraulici Ge su nanostrutturati Ag e Au substrati sono stati dettagliati5,6, 7,8,9. Tuttavia, l’utilizzo di elettroni caldi plasmonici femtosecondi per fotoridurre direttamente i sali metallici in un’interfaccia metallo-soluzione rimane in gran parte non sviluppato, processi assenti che impiegano citrati o leghe poli(vinylpyrrolidone) che agiscono come carica intermedia trasmette alla nucleazione diretta/crescita del metallo secondario2,10,11,12. La pt-decorazione anisotropica di Au nanorods (AuNR) sotto eccitazione longitudinale SPR (LSPR) è stata recentemente segnalata1,13 dove la distribuzione Pt coincideva con la polarità del dipolo (cioè, la distribuzione spaziale presunta di vettori caldi).
Il protocollo qui si espande sul recente lavoro Pt-AuNR per includere pd e mette in evidenza le metriche chiave di sintesi che possono essere osservate in tempo reale, mostrando la tecnica di fotodeposizione plasmonica riduttiva è applicabile ad altri sali di alogita metallica (Ag, Ni, Ir, ecc.).
Il monitoraggio dei cambiamenti nell’assorbimento ottico mediante la spettroscopia UV-viscopia è utile per valutare lo stato della reazione fotocatalitica, con particolare attenzione alle caratteristiche LMCT di H2PdCl4. Il massimo della lunghezza d’onda delle funzionalità LMCT dopo l’iniezione di H 2PdCl4 al passaggio 2.3.1 (passando dal nero a 1 a tinta unita nella Figura 1) forniscono informazioni sull'”ambiente” locale…
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato sponsorizzato dall’Army Research Laboratory ed è stato realizzato sotto il numero di accordo cooperativo W911NF-17-2-0057 assegnato a G.T.F. Le opinioni e le conclusioni contenute in questo documento sono quelle degli autori e non devono essere interpretate come politiche ufficiali, espresse o implicite, dell’Army Research Laboratory o del governo degli Stati Uniti. Il governo degli Stati Uniti è autorizzato a riprodurre e distribuire ristampe per scopi governativi nonostante qualsiasi notazione di copyright nel presente documento.
Aspheric Condenser Lens w/ Diffuser | Thorlabs | ACL5040U-DG15 | f=40 mm, NA=0.60, 1500 grit, uncoated |
Deuterium + Tungsten-Halogen Lightsource | StellarNet | SL5 | |
Gold Nanorods, AuNR | NanoPartz | A12-40-808-CTAB | CTAB surfactant, 808 nm LSPR, 40 nm diameter |
Ground Glass Diffuser | Thorlabs | DG20-1500 | 1500 grit, N-BK7 |
Hydrochloric acid, HCl | J.T. Baker | 9539-03 | concentrated, 37% |
Low Profile Magnetic Stirrer | VWR | 10153-690 | |
Macro Disposable Cuvettes, UV Plastic | FireFlySci | 1PUV | 10 mm path length |
Methanol, MeOH | J.T. Baker | 9073-05 | ≥99.9% |
Palladium (II) chloride, PdCl2 | Sigma Aldrich | 520659 | ≥99.9% |
Plano-Convex Lens | Thorlabs | LA1145 | f=75 mm, N-BK7, uncoated |
Quartz Tungsten-Halogen Lamp | Thorlabs | QTH10 | |
UV-vis Spectrometer | Avantes | ULS2048L-USB2-UA-RS | AvaSpec-ULS2048L |