Hier stellen wir ein Protokoll für die in situ – Synthese von Goldnanopartikeln (AuNPs) innerhalb des Zwischenraums von geschichtetem Titanat – Filmen ohne die Aggregation von AuNPs. Keine spektrale Änderung wurde beobachtet, auch nach 4 Monaten. Das synthetisierte Material hat Anwendungen in der Katalyse, Photokatalyse und die Entwicklung von kosteneffektiven plasmonic Geräte erwartet.
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.
Verschiedene Edelmetall-Nanopartikel (MNP) zeigen charakteristische Farben oder Töne aufgrund ihrer lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanz (LSPR) Eigenschaften; Somit kann MNP 1-4 in verschiedenen optischen und / oder photochemische Anwendungen verwendet werden. Kürzlich sind Kombinationen von Metalloxid-Halbleiter (MOS) Photokatalysatoren, wie Titanoxid (TiO 2) und MNPs wurden neue Typen von Photokatalysatoren 5-14 gründlich untersucht. Jedoch in vielen Fällen sehr geringe Mengen an MNPs existieren auf der MOS Oberfläche, weil die meisten MOS-Partikel relativ niedrigen Oberflächenbereiche aufweisen. Auf der anderen Seite, geschichteten Metalloxid – Halbleiter (LMOSs) photokatalytischen Eigenschaften aufweisen und eine große Oberfläche haben, in der Regel mehrere hundert Quadratmeter pro Einheit g eines LMOS 15-17. Darüber hinaus haben verschiedene LMOSs Interkalation Eigenschaften (dh verschiedene chemische Spezies innerhalb ihrer ausdehnbaren und großen Zwischenräumen untergebracht werden) 15-20. Somit kann mit einer Kombination von MNP und LMOSs, wird erwartet, dass relativ große Mengen an MNPs mit den Halbleiterphotokatalysatoren hybridisiert werden.
(; TNS 16-30 Titandioxid Nanoschicht) transparente Folien durch sehr einfachen Schritten Wir haben die erste in situ Synthese von Kupfer – Nanopartikeln (CuNPs) 21 innerhalb der Zwischenraum von LMOS berichtet. Allerdings haben die Einzelheiten der Syntheseverfahren und die Charakterisierung der anderen edlen MNPs und TNS-Hybriden noch nicht berichtet worden. Darüber hinaus wurden die CuNPs innerhalb der TNS Schichten leicht oxidiert und entfärbt unter Umgebungsbedingungen 21. Als solche konzentrierten wir uns auf Gold – Nanopartikel (AuNPs), da AuNPs weithin für verschiedene optische, photo verwendet werden und katalytische Anwendungen, und es wird erwartet , dass sie gegen Oxidation relativ stabil sein wird 3-5,7,8,10-14 , 28,31,32. Hier berichten wir über die Synthese von AuNPs im Zwischenraum von TNS und zeigen that 2-ammoniumethanethiol (2-AET + Abbildung 1 kleines Bild) arbeitet effektiv als Schutz Reagenz für AuNPs in der Zwischenschicht von TNS.
Diese Handschrift ein detailliertes Protokoll für die in situ – Synthese von Goldnanopartikeln (AuNPs) innerhalb des Zwischenraums von TNS – Filme. Dies ist der erste Bericht über die in situ Synthese von AuNPs innerhalb des Zwischenraums von TNS. Außerdem fanden wir , dass die 2-AET + arbeitet als wirksame Schutz Reagenz für AuNPs innerhalb der Zwischenschicht von TNS. Diese Verfahren hybridisiert AuNPs und TNS transparente Folien. TNS Filme mit guter optischer Transparenz 21…
The authors have nothing to disclose.
This work was partly supported by Nippon Sheet Glass Foundation for Materials Science and Engineering and JSPS KAKENHI (Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, #50362281).
Methyl viologen dichloride | Aldrich Chemical Co., Inc. | 1910-42-5 | |
Tetrabutylammonium hydroxide | TCI | T1685 | |
cesium carbonate | Kanto Chemical Co., Inc. | 07184-33 | |
anatase titanium dixoide | Ishihara Sangyo Ltd. | ST-01 | |
hydrochloric acid | Junsei Chemical Co., Ltd. | 20010-0350 | |
sodium hydroxide | Junsei Chemical Co., Ltd. | 195-13775 | |
Tetrachloroauric(III) acid trihydrate | Kanto Chemical Co., Inc. | 17044-60 | |
sodium tetrahydroborate | Junsei Chemical Co., Ltd. | 39245-1210 | |
2-ammoniumethanethiol hydrochloride | TCI | A0296 | |
Ultrapure water (0.056 µS/cm) | Milli-Q water purification system (Direct-Q® 3UV, Millipore) | ||
Microscope slide (Thickness : 1.0∼1.2 mm) | Matsunami glass Co., Ltd. | ||