Name: preparation of silver-palladium alloyed nanoparticles for plasmonic catalysis under visible-light illumination
Uploaded: 2020-08-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 16 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Silver-Palladium Alloyed Nanoparticles for Plasmonic Catalysis under Visible-Light Illumination at JoVE.com

Bu çalışma Helsinki Üniversitesi ve Jane ve Aatos Erkko Vakfı tarafından desteklendi. S.H. burs için Erasmus+ AB fonlarına teşekkür ediyor.

1. Ag-Pd/ZrO2 NPs Sentezi 
NOT: Bu prosedürde, Ag-Pd'deki Pd mol% 1'e ve ZrO2'deki Ag-Pd yüklemesi 3 wt.% 'ye karşılık geldi.
<ol><li>250 mL'lik bir kabın içine1 g ZrO 2 tozu yerleştirin.</li>
	<li>Oda sıcaklığında güçlü manyetik karıştırma (500 rpm) altında behere 50 mL AgNO3 (aq)(0,0059mol/L) ve 9,71 mL K 2 PdCl4 (aq) (0,00031 mol/L) çözeltisi ekleyin.</li>
	<li>10 mL lizin (0,53 M) sulu çözelti ekleyin.</li>
	<li>Karışımı 20 dakika boyunca kuvvetli karıştırma (500 rpm) altında tutun.</li>
	<li>20 dakika sonra, süspansiyona yeni hazırlanmış bir NaBH 4 (aq)(0.035 M) çözeltisinin 10 mL'lik süspansiyonu damla yönünde, 1 mL / dak hızında eklemek için bir pipet kullanın. Süspansiyonu işlem boyunca karıştırma (500 rpm) altında tutun.</li>
	<li>Karışımı oda sıcaklığında 30 dakika karıştırın.</li>
</ol>2. Katalizörün ayrılması ve saflaştırılması
<ol><li>Süspansiyonu santrifüj tüplerine aktarın ve katıları 10 dakika boyunca 3.260 x g'da santrifüjleme ile karışımdan ayırın.</li>
	<li>Sıvı fazı bir pipetle dikkatlice çıkarın ve tüplere 15 mL deiyonize su ekleyin.<ol>
<li>Katının dağılımı elde edilene kadar kuvvetlice çalkalayın. İyi dağılım sağlanamazsa, tüpleri 5 dakika boyunca ultrasonik bir banyoya yerleştirin.</li>
		<li>Dispersiyon 10 dakika boyunca 3.260 x g'da santrifüj.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yıkama adımlarını (2.2. ila 2.2.2.) iki kez daha iyonize su kullanarak, ardından su yerine etanol kullanarak tekrarlayın.</li>
	<li>Etanolleri çıkarın ve katıyı 60 °C'de bir fırında 12 saat kurutun.</li>
	<li>Hazırlanan Ag-Pd/ZrO2 NP'leri çeşitli mikroskopi, elementel ve spektroskopik tekniklerle karakterize edin.</li>
</ol>3. Ag/ZrO2 NPs Sentezi 
NOT: Bu prosedürde, ZrO2'ye Ag yüklemesi 3 wt.% 'ye karşılık gelir.
<ol><li>250 mL'lik bir kabın içine1 g ZrO 2 tozu yerleştirin.</li>
	<li>Oda sıcaklığında kuvvetli manyetik karıştırma (500 rpm) altında behere 50 mL AgNO3 (aq) (0.0059 mol/L) çözeltisi ekleyin.</li>
	<li>10 mL lizin (0,53 M) sulu çözelti ekleyin.</li>
	<li>Karışımı 20 dakika boyunca kuvvetli karıştırma (500 rpm) altında tutun.</li>
	<li>20 dakika sonra, süspansiyona yeni hazırlanmış bir NaBH 4 (aq)(0.035 M) çözeltisinin 10 mL'lik süspansiyonu damla yönünde, 1 mL / dak hızında eklemek için bir pipet kullanın. Süspansiyonu işlem boyunca karıştırma (500 rpm) altında tutun.</li>
	<li>Karışımı oda sıcaklığında 30 dakika karıştırın.</li>
</ol>4. Katalizörün ayrılması ve saflaştırılması
<ol><li>Süspansiyonu santrifüj tüplerine aktarın ve katıları 10 dakika boyunca 3.260 x g'da santrifüjleme ile karışımdan ayırın.</li>
	<li>Sıvı fazı bir pipetle dikkatlice çıkarın ve tüplere 15 mL deiyonize su ekleyin.<ol>
<li>Katının dağılımı gözlenene kadar kuvvetlice çalkalayın. İyi dağılım sağlanamazsa, tüpleri 5 dakika boyunca ultrasonik bir banyoya yerleştirin.</li>
		<li>Dispersiyon 10 dakika boyunca 3.260 x g'da santrifüj.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yıkama adımlarını (4.2. ila 4.2.2.) iki kez daha iyonize su kullanarak, ardından su yerine etanol kullanarak tekrarlayın.</li>
	<li>Etanolleri çıkarın ve katıyı 60 °C'de bir fırında 12 saat kurutun.</li>
	<li>Hazırlanan Ag/ZrO2 NP'ler daha sonra çeşitli mikroskopi, elementel ve spektroskopik tekniklerle karakterize edilebilir.</li>
</ol>5. LSPR uyarımı (ışık aydınlatması) altında nitrobenzen azaltma yönünde plazmonik katalitik performansın araştırılması
<ol><li>Manyetik karıştırma çubuğu ile birlikte 25 mL yuvarlak tabanlı bir şişeye 30 mg katalizör yerleştirin.</li>
	<li>Reaktöre izopropil alkolde (IPA) 5 mL nitrobenzen çözeltisi (0,03 mol/L) ekleyin.</li>
	<li>Ardından, 11.22 mg KOH tozu (0.0002 mol) ekleyin.</li>
	<li>Süspansiyonu 1 dakika boyunca argon akışı ile köpürterek reaktörü arındırın. Temizledikten hemen sonra şişeyi kapatın.</li>
	<li>Reaktörü sıcaklık kontrollü manyetik karıştırıcının (500 rpm) üzerinde 70 °C'de ısıtılmış bir yağ banyosuna yerleştirin.</li>
	<li>Işık kaynağı olarak dalga boyu 425 nm olan 4 LED lamba ve 0,5 W/cm2ışık yoğunluğu ile tüpü ışınlayın. Lambalardan reaksiyon şişesine olan mesafe 7 cm olmalıdır.</li>
	<li>Reaksiyonun kuvvetli manyetik karıştırma (500 rpm) altında 70 °C'de 2,5 saat devam etmesine izin verin.</li>
	<li>Ardından, ışığı kapatın, reaktörü açın ve 1 mL'lik bir örnek toplamak için bir şırınga ve bir iğne kullanın. Katalizör partiküllerini çıkarmak için 0,45 μm filtreden geçirerek bir gaz kromatografi şişesine filtreleyin.</li>
</ol>6. LSPR ekscitasyonunun yokluğunda reaksiyon (karanlık koşullar)
<ol><li>5'te açıklanan adımları izleyin, ancak ışık ışınlama olmadan. Işığa maruz kalmayı önlemek için reaksiyon tüpünü alüminyum folyo ile sarın.</li>
</ol>7. Gaz kromatografisi (GC) analiz hazırlığı
<ol><li>Yaklaşık 30 mmol/L nitrobenzen (NB), 30 mmol/L anilin (AN) ve 30 mmol/L azobenzen (AB) içeren bir IPA çözeltisi hazırlayın.</li>
	<li>Uygun bir yöntem kullanarak çözümün GC analizini çalıştırın. Kolon sıcaklığı ve gaz akış programları değiştirilerek farklı yöntemler test edilebilir. Seçilen yöntem, IPA, NB, AN ve AB'ye karşılık gelen tepeleri minimum saklama süresi içinde ayırabilmelidir.</li>
	<li>Yöntem seçildikten sonra, IPA'da 50 mM, 25 mM, 10 mM, 5 mM ve 2,5 mM NB'lik bir çözüm seti ve aynı konsantrasyonlarda IPA'da başka bir AN ve AB çözümleri seti hazırlayın.</li>
	<li>Hazırlanan çözümlerin GC analizini çalıştırın. Her kromatogram 2 tepe noktası sunmalıdır: daha yüksek olan IPA'ya ve daha düşük olanı NB, AN veya AB'ye karşılık gelir. Her kromatogram için, tüm tepelerin tutma süresini ve tepe alanını not edin.</li>
	<li>Her numunenin yoğun alanına karşı konsantrasyonu çizerek NB, AN ve AB kalibrasyon eğrilerini takip edin.</li>
</ol>8. GC analizi
<ol><li>5. adımlarda toplanan örnekler üzerinde bir GC analizi çalıştırın. ve 6. 7.2 adımları için kullanılan yöntemle. ve 7.4.</li>
	<li>Her kromatogram için saklama süresini ve tepe alanını not edin ve numunelerdeki NB, AN ve AB konsantrasyonunu belirlemek için daha önce çizilen kalibrasyon eğrilerini kullanın.</li>
	<li>Denklemleri kullanarak nitrobenzen dönüşümünün yanı sıra anilin ve azobenzen seçiciliğini hesaplayın: <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">GC analizinin 2,5 saatlik reaksiyonu sonrasında ilk NBkonsantrasyonu (0,03 mol/L) ve C NB , C AN , C AB sırasıyla NB, AN ve AB konsantrasyonlarına karşılık gelir.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Dunn, P. J., Hii, K. K., Krische, M. J., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Sustainable Catalysis: Challenges and Pratices for the Pharmaceutical and Fine Chemical Industries. , (2013).</li><li>Tzouras, N. V., Stamatopoulos, I. K., Papastavrou, A. T., Liori, A. A., Vougioukalakis, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustainable+metal+catalysis+in+C-H+activation.">Sustainable metal catalysis in C-H activation.</a> Coordination Chemistry Reviews. 343, 25 (2017).</li><li>Polshettiwar, V., Varma, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+chemistry+by+nano-catalysis.">Green chemistry by nano-catalysis.</a> Green Chemistry. 12 (5), 743 (2010).</li><li>Rodrigues, T. S., da Silva, A. G. M., Camargo, P. H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanocatalysis+by+noble+metal+nanoparticles:+controlled+synthesis+for+the+optimization+and+understanding+of+activities.">Nanocatalysis by noble metal nanoparticles: controlled synthesis for the optimization and understanding of activities.</a> Journal of Materials Chemistry A. 7 (11), 5857-5874 (2019).</li><li>Linic, S., Christopher, P., Ingram, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic-metal+nanostructures+for+efficient+conversion+of+solar+to+chemical+energy.">Plasmonic-metal nanostructures for efficient conversion of solar to chemical energy.</a> Nature Materials. 10 (12), 911-921 (2011).</li><li>Nam, J. M., Liz-Marz&#225;n, L., Halas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Nanoplasmonics:+Emerging+Interdisciplinary+Research+Field+at+Crossroads+between+Nanoscale+Chemistry+and+Plasmonics.">Chemical Nanoplasmonics: Emerging Interdisciplinary Research Field at Crossroads between Nanoscale Chemistry and Plasmonics.</a> Accounts of Chemical Research. 52 (11), 2995-2996 (2019).</li><li>Brongersma, M. L., Halas, N. J., Nordlander, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon-induced+hot+carrier+science+and+technology.">Plasmon-induced hot carrier science and technology.</a> Nature Nanotechnology. 10 (1), 25-34 (2015).</li><li>Smith, J. G., Faucheaux, J. A., Jain, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon+resonances+for+solar+energy+harvesting:+A+mechanistic+outlook.">Plasmon resonances for solar energy harvesting: A mechanistic outlook.</a> Nano Today. 10 (1), 67-80 (2015).</li><li>Hartland, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+studies+of+dynamics+in+noble+metal+nanostructures.">Optical studies of dynamics in noble metal nanostructures.</a> Chemical Reviews. 111 (6), 3858-3887 (2011).</li><li>Kelly, K. L., Coronado, E., Zhao, L. L., Schatz, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+optical+properties+of+metal+nanoparticles:+The+influence+of+size,+shape,+and+dielectric+environment.">The optical properties of metal nanoparticles: The influence of size, shape, and dielectric environment.</a> Journal of Physical Chemistry B. 107 (3), 668-677 (2003).</li><li>Hermoso, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triangular+metal+nanoprisms+of+Ag,+Au,+and+Cu:+Modeling+the+influence+of+size,+composition,+and+excitation+wavelength+on+the+optical+properties.">Triangular metal nanoprisms of Ag, Au, and Cu: Modeling the influence of size, composition, and excitation wavelength on the optical properties.</a> Chemical Physics. 423, 142-150 (2013).</li><li>Kumar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+Design+and+Development+of+Lanthanide-Doped+NaYF4@CdS-Au-RGO+as+Quaternary+Plasmonic+Photocatalysts+for+Harnessing+Visible-Near-Infrared+Broadband+Spectrum.">Rational Design and Development of Lanthanide-Doped NaYF4@CdS-Au-RGO as Quaternary Plasmonic Photocatalysts for Harnessing Visible-Near-Infrared Broadband Spectrum.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 10 (18), 15565-15581 (2018).</li><li>Reddy, K. L., Kumar, S., Kumar, A., Krishnan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wide+spectrum+photocatalytic+activity+in+lanthanide-doped+upconversion+nanophosphors+coated+with+porous+TiO2+and+Ag-Cu+bimetallic+nanoparticles.">Wide spectrum photocatalytic activity in lanthanide-doped upconversion nanophosphors coated with porous TiO2 and Ag-Cu bimetallic nanoparticles.</a> Journal of Hazardous Materials. 367, 694-705 (2019).</li><li>Ingram, D. B., Linic, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+splitting+on+composite+plasmonic-metal/semiconductor+photoelectrodes:+Evidence+for+selective+plasmon-induced+formation+of+charge+carriers+near+the+semiconductor+surface.">Water splitting on composite plasmonic-metal/semiconductor photoelectrodes: Evidence for selective plasmon-induced formation of charge carriers near the semiconductor surface.</a> Journal of the American Chemical Society. 133 (14), 5202-5205 (2011).</li><li>Linic, S., Aslam, U., Boerigter, C., Morabito, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemical+transformations+on+plasmonic+metal+nanoparticles.">Photochemical transformations on plasmonic metal nanoparticles.</a> Nature Materials. 14 (6), 567-576 (2015).</li><li>Aslam, U., Rao, V. G., Chavez, S., Linic, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catalytic+conversion+of+solar+to+chemical+energy+on+plasmonic+metal+nanostructures.">Catalytic conversion of solar to chemical energy on plasmonic metal nanostructures.</a> Nature Catalyst. 1, 656-665 (2018).</li><li>Araujo, T. P., Quiroz, J., Barbosa, E. C. M., Camargo, P. H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+plasmonic+catalysis+with+controlled+nanomaterials+based+on+catalytic+and+plasmonic+metals.">Understanding plasmonic catalysis with controlled nanomaterials based on catalytic and plasmonic metals.</a> Current Opinion in Colloid and Interface Science. 39, 110-122 (2019).</li><li>Gell&#233;, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+plasmon-enhanced+nanocatalysis+to+organic+transformations.">Applications of plasmon-enhanced nanocatalysis to organic transformations.</a> Chemical Reviews. , 986-1041 (2020).</li><li>Shaik, F., Peer, I., Jain, P. K., Amirav, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon-Enhanced+Multicarrier+Photocatalysis.">Plasmon-Enhanced Multicarrier Photocatalysis.</a> Nano Letters. 18 (7), 4370-4376 (2018).</li><li>Quiroz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+Reaction+Selectivity+over+Hybrid+Plasmonic+Nanocatalysts.">Controlling Reaction Selectivity over Hybrid Plasmonic Nanocatalysts.</a> Nano Letters. 18, 7289-7297 (2018).</li><li>Peiris, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Switching+of+the+Reaction+Pathway:+Visible-Light+Irradiation+Varies+the+Reactant+Concentration+at+the+Solid-Solution+Interface+of+a+Gold-Cobalt+Catalyst.">Plasmonic Switching of the Reaction Pathway: Visible-Light Irradiation Varies the Reactant Concentration at the Solid-Solution Interface of a Gold-Cobalt Catalyst.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 58 (35), 12032-12036 (2019).</li><li>Yu, S., Wilson, A. J., Heo, J., Jain, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Control+of+Multi-Electron+Transfer+and+C-C+Coupling+in+Visible-Light-Driven+CO2+Reduction+on+Au+Nanoparticles.">Plasmonic Control of Multi-Electron Transfer and C-C Coupling in Visible-Light-Driven CO2 Reduction on Au Nanoparticles.</a> Nano Letters. 18 (4), 2189-2194 (2018).</li><li>Yu, S., Jain, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+photosynthesis+of+C+1+-C+3+hydrocarbons+from+carbon+dioxide+assisted+by+an+ionic+liquid.">Plasmonic photosynthesis of C 1 -C 3 hydrocarbons from carbon dioxide assisted by an ionic liquid.</a> Nature Communications. 10, 2022 (2019).</li><li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Product+selectivity+in+plasmonic+photocatalysis+for+carbon+dioxide+hydrogenation.">Product selectivity in plasmonic photocatalysis for carbon dioxide hydrogenation.</a> Nature Communications. 8, 1-9 (2017).</li><li>Cort&#233;s, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficiency+and+Bond+Selectivity+in+Plasmon-Induced+Photochemistry.">Efficiency and Bond Selectivity in Plasmon-Induced Photochemistry.</a> Advanced Optical Materials. 5 (15), 1700191 (2017).</li><li>de Freitas, I. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design-controlled+synthesis+of+IrO+2+sub-monolayers+on+Au+nanoflowers:+marrying+plasmonic+and+electrocatalytic+properties.">Design-controlled synthesis of IrO 2 sub-monolayers on Au nanoflowers: marrying plasmonic and electrocatalytic properties.</a> Nanoscale. , 23-27 (2020).</li><li>Zhang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Al-Pd+Nanodisk+Heterodimers+as+Antenna-Reactor+Photocatalysts.">Al-Pd Nanodisk Heterodimers as Antenna-Reactor Photocatalysts.</a> Nano Letters. 16 (10), 6677-6682 (2016).</li><li>Zhou, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-driven+methane+dry+reforming+with+single+atomic+site+antenna-reactor+plasmonic+photocatalysts.">Light-driven methane dry reforming with single atomic site antenna-reactor plasmonic photocatalysts.</a> Nature Energy. 5, 61-70 (2020).</li><li>Swearer, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterometallic+antenna-reactor+complexes+for+photocatalysis.">Heterometallic antenna-reactor complexes for photocatalysis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 113 (32), 8916-8920 (2016).</li><li>Peiris, S., Sarina, S., Han, C., Xiao, Q., Zhu, H. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+and+palladium+alloy+nanoparticle+catalysts:+reductive+coupling+of+nitrobenzene+through+light+irradiation.">Silver and palladium alloy nanoparticle catalysts: reductive coupling of nitrobenzene through light irradiation.</a> Dalton Transactions. 46 (32), 10665-10672 (2017).</li><li>Rahm, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Library+of+Late+Transition+Metal+Alloy+Dielectric+Functions+for+Nanophotonic+Applications.">A Library of Late Transition Metal Alloy Dielectric Functions for Nanophotonic Applications.</a> Advanced Functional Materials. 2002122, 02122 (2020).</li><li>Zhang, C., Chen, B. Q., Li, Z. Y., Xia, Y., Chen, Y. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Plasmon+Resonance+in+Bimetallic+Core-Shell+Nanoparticles.">Surface Plasmon Resonance in Bimetallic Core-Shell Nanoparticles.</a> Journal of Physical Chemistry C. 119 (29), 16836-16845 (2015).</li><li>Liu, Z., Huang, Y., Xiao, Q., Zhu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+reduction+of+nitroaromatics+to+azoxy+compounds+on+supported+Ag-Cu+alloy+nanoparticles+through+visible+light+irradiation.">Selective reduction of nitroaromatics to azoxy compounds on supported Ag-Cu alloy nanoparticles through visible light irradiation.</a> Green Chemistry. 18 (3), 817-825 (2016).</li><li>Chaiseeda, K., Nishimura, S., Ebitani, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoparticles+supported+on+alumina+as+a+catalyst+for+surface+plasmon-enhanced+selective+reductions+of+nitrobenzene.">Gold nanoparticles supported on alumina as a catalyst for surface plasmon-enhanced selective reductions of nitrobenzene.</a> ACS Omega. 2 (10), 7066-7070 (2017).</li><li>Peiris, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+nanoparticle+photocatalysts:+emerging+processes+for+green+organic+synthesis.">Metal nanoparticle photocatalysts: emerging processes for green organic synthesis.</a> Catalysis Science and Technology. 6 (2), 320-338 (2016).</li><li>Garc&#237;a-Garc&#237;a, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver-Based+Plasmonic+Catalysts+for+Carbon+Dioxide+Reduction.">Silver-Based Plasmonic Catalysts for Carbon Dioxide Reduction.</a> ACS Sustainable Chemistry and Engineering. 8 (4), 1879-1887 (2020).</li><li>Agrawal, A., Johns, R. W., Milliron, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+Localized+Surface+Plasmon+Resonances+in+Metal+Oxide+Nanocrystals.">Control of Localized Surface Plasmon Resonances in Metal Oxide Nanocrystals.</a> Annual Review of Materials Research. 47 (1), 1-31 (2017).</li><li>Lounis, S. D., Runnerstrom, E. L., Llord&#233;s, A., Milliron, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defect+chemistry+and+Plasmon+physics+of+colloidal+metal+oxide+Nanocrystals.">Defect chemistry and Plasmon physics of colloidal metal oxide Nanocrystals.</a> Journal of Physical Chemistry Letters. 5 (9), 1564-1574 (2014).</li><li>Rej, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+Plasmonic+Hot+Electrons+and+Photothermal+Effects+during+H2+Evolution+with+TiN-Pt+Nanohybrids.">Determining Plasmonic Hot Electrons and Photothermal Effects during H2 Evolution with TiN-Pt Nanohybrids.</a> ACS Catalysis. 10 (9), 5261-5271 (2020).</li><li>Barragan, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemistry+of+Plasmonic+Titanium+Nitride+Nanocrystals.">Photochemistry of Plasmonic Titanium Nitride Nanocrystals.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 123 (35), 21796-21804 (2019).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Bu yöntemde açıklanan bulgular, Pd'nin (veya diğer katalitik ancak plazmonik metalin değil) içsel katalitik aktivitesinin, bimetalik alaşımlıNPs 35'tegörünür ışık ışınlama yoluyla LSPR ekscitasyonu ile önemli ölçüde artırılabileceğini göstermektedir. Bu durumda, Ag (veya başka bir plazmonik metal), LSPR ekscitasyonu yoluyla görünür ışık ışınlamasından enerji toplama yeteneğine sahiptir. LSPR eksitasyonu, sıcak yük taşıyıcılarının (sıcak elektronlar ve...

Metal nanopartiküllerin (NPs) çeşitli uygulamaları arasında, kataliz özel ilgiyi hak eder. Kataliz, sürdürülebilir bir gelecekte merkezi bir rol oynar, daha az enerji tüketimine, hammaddelerin daha iyi kullanılmasına katkıda bulunan ve daha temiz reaksiyon koşulları sağlayan1,2,3,4. Bu nedenle, katalizdeki ilerleme, kimyasal proseslerin atomik verimliliğini artırmak için araçlar sağlayabilir, bu da onları daha temiz, ekonomik olarak daha uygulanabilir ve daha çevre dostu hale getirebilir. Gümüş (Ag), altın (Au) veya bakırı (Cu) kapsayan metal NP'ler, bu sistemlerin yerelleştirilmiş yüzey plazmon rezonansı (LSPR) eksize etme 5 ,6,7,8aracılığıyla nano ölçekte ışıkla etkileşime girmelerinin benzersiz yolundan kaynaklanan görünür aralıkta ilginç optik özellikler görüntüleyebilir. Plazmonik NP'ler olarak adlandırılan bu NP'lerde LSPR, 5 ,6,7,8elektronlarının kolektif hareketiyle olay fotonları (gelen bir elektromanyetik dalgadan) arasındaki rezonans etkileşimini içerir. Bu fenomen, ortamın büyüklüğüne, şekline, bileşimine ve dielektrik sabitine bağlı karakteristik bir frekansta gerçekleşir9,10,11. Örneğin, Ag, Au ve Cu için, bu frekanslar görünürden yakın IR'ye kadar değişebilir ve LSPR 5 , 6 ,7,8,12,13'üheyecanlandırmak için güneş enerjisinin kullanımı için olanaklar açabilir.
Son zamanlarda, plazmonik NP'lerdeki LSPR ekscitasyonunun oranları hızlandırmaya ve moleküler dönüşümlerin seçiciliğini kontrol etmeye katkıda bulunabileceği gösterilmiştir5,14,15,16,17,18,19. Bu, kimyasal dönüşümleri hızlandırmak, sürmek ve / veya kontrol etmek için ışıktan enerji kullanmaya odaklanan plazmonik kataliz adı verilen bir alan doğurdu5,14,15,16,17,18,19. Bu bağlamda, plazmonik NP'lerdeki LSPR ekscitasyonunun, LSPR heyecanlı sıcak taşıyıcılar olarak adlandırılan enerjik sıcak elektronların ve deliklerin oluşumuna yol açabileceği tespit edilmiştir. Bu taşıyıcılar elektronik veya titreşimsel aktivasyon yoluyla adsorbe türlerle etkileşime girebilir15,16. Artan reaksiyon oranlarına ek olarak, bu işlem ayrıca geleneksel termokimyasal tahrikli süreçler aracılığıyla erişilemeyen alternatif reaksiyon yolları sağlayabilir ve reaksiyon seçiciliği üzerinde kontrol için yeni yollar açabilir20,21,22,23,24,25. Daha da önemlisi, plazmon çürümesinin termal dağmaya da yol açabileceğini ve NP'lerin çevresinde sıcaklık artışına yol açabileceğini ve reaksiyon oranlarını hızlandırmaya da katkıda bulunabileceğini belirtmek gerekir15,16.
Bu ilginç özellikler nedeniyle, plazmonik kataliz çeşitli moleküler dönüşümlere doğru başarıyla18. Bununla birlikte, önemli bir zorluk devam ediyor. Ag ve Au gibi plazmonik NP'ler görünür ve IR'ye yakın aralıklarda mükemmel optik özellikler gösterirken, katalitik özellikleri dönüşümlerin kapsamı açısından sınırlıdır. Başka bir deyişle, birkaç dönüşüm için iyi katalitik özellikler göstermezler. Ayrıca, paladyum (Pd) ve platin (Pt) gibi katalizörde önemli olan metaller, görünür veya IR'ye yakın aralıklarda LSPR ekscitasyonunu desteklemez. Bu boşluğu kapatmak için, plazmonik ve katalitik metal içeren bimetalik NP'ler etkili bir stratejiyi temsil eder20,26,27,28,29. Bu sistemlerde, plazmonik metal, daha sonra katalitik metaldeki moleküler dönüşümleri sürmek, hızlandırmak ve kontrol etmek için kullanılan LSPR aracılığıyla ışık ekscitasyonundan enerji toplamak için bir anten olarak kullanılabilir. Bu nedenle, bu strateji plazmonik katalizini geleneksel plazmonik metalNPs 20 , 26,27,28,29'un ötesine uzatmamızı sağlar.
Bu protokol, plazyonik kataliz için plazmonik katalitik bir sistem görevi görebilen ZrO2'de (Ag-Pd/ZrO2)desteklenen bimetalik gümüş-paladyum (Ag-Pd) alaşımlı NP'lerin fasile sentezini açıklar. Ag-Pd/ZrO2 NP'ler, ZrO2 desteğindeki ilgili metal öncüllerinin eşzamanlı olarak emprenye edilmesi ve ardından eşzamanlı azaltma30ile hazırlanmıştır. Bu yaklaşım, ZrO 2 desteğinin yüzeyinde yaklaşık 10 nm büyüklüğünde (çap) bimetalikNP'lerin oluşmasına yol açtı. NP'ler, ortaya çıkan Ag-Pd NP'lerin optik özelliklerini en üst düzeye çıkarırken katalitik metalin kullanımını en aza indirmek için Pd'nin% 1'inden oluşuyordu. Nitrobenzenin azaltılması için plazmonik katalizde Ag-Pd/ZrO2 NPs uygulamasına ilişkin bir protokol gösterilmiştir. LSPR excitation için 425 nm LED aydınlatma istihdam ettik. Karanlık ve açık ışınlama koşullarında azalma reaksiyonunun dönüşümünü ve seçiciliğini izlemek için gaz kromatografisi yapıldı. LSPR ekscitasyonu, Ag-Pd/ZrO2 NP'lerde tamamen termal tahrikli koşullara göre katalitik performansın artmasına ve seçicilik üzerinde kontrole yol açtı. Bu protokolde açıklanan yöntem, gaz kromatografisi ile birleştirilmiş basit bir fotokatalitik reaksiyon kurulumuna dayanmaktadır ve çok çeşitli moleküler dönüşümlere ve NP kompozisyonlarına uyarlanabilir. Bu nedenle, bu yöntem fotokatalitik aktivitenin, dönüşüm ve reaksiyon seçiciliği açısından, farklı NP'lerin ve sayısız sıvı fazlı dönüşüm için karakterizeini mümkün kılar. Bu makalenin hem yeni gelenlere hem de alanında daha deneyimli bilim insanlarına önemli yönergeler ve içgörüler sağlayacağına inanıyoruz.

<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

Plazmon nanopartiküllerde (NP) lokalize yüzey plazmon rezonansı (LSPR) çeşitli moleküler dönüşümlerin seçiciliğini hızlandırabilir ve kontrol edebilir. Bu, bu aralıklarda LSPR ekscitasyonunu destekleyen plazmonik nanopartiküller katalizör olarak kullanılırken reaksiyonları yönlendirmek ve kontrol etmek için sürdürülebilir bir girdi olarak görünür veya neredeyse IR ışığının kullanılması için olanaklar sunar. Ne yazık ki, paladyum (Pd) gibi birkaç katalitik metal için durum böyle değildir. Bu sınırlamayı aşmak için bir strateji plazmonik ve katalitik metaller içeren bimetalik NP'ler istihdam etmektir. Bu durumda, plazmonik metaldeki LSPR çıkarılması, katalitik bileşen tarafından yönlendirilen dönüşümleri hızlandırmaya ve kontrol etmeye katkıda bulunabilir. Burada bildirilen yöntem, plazmonik katalitik bir sistem görevi gören ZrO2'de (Ag-Pd/ZrO2)desteklenen bimetalik gümüş-paladyum (Ag-Pd) NP'lerin sentezine odaklanmaktadır. NP'ler, ZrO 2 desteğine karşılık gelen metal öncüllerinin birlikte emprenye edilmesi ve ardından doğrudan ZrO2 desteğinde bimetalik NP'lerin oluşumuna yol açan eşzamanlı azaltma ile hazırlanmıştır. Ag-Pd/ZrO2 NP'ler daha sonra LED lambalar tarafından 425 nm aydınlatmanın altındaki nitrobenzenin azaltılması için plazmonik katalizörler olarak kullanıldı. Gaz kromatografisi (GC) kullanılarak, plazmonik olmayan Pd'yi plazmonik metal Ag ile alaşımladıktan sonra LSPR uyarımı altında gelişmiş katalitik performans ve seçicilik kontrolünü gösteren, karanlık ve açık ışınlama koşulları altında azaltma reaksiyonunun dönüşümü ve seçiciliği izlenebilir. Bu teknik, çok çeşitli moleküler dönüşümlere ve NPs kompozisyonlarına uyarlanabilir, bu da farklı kataliz türlerinin plazmonik katalitik aktivitesinin dönüşüm ve seçicilik açısından karakterizasyonu için yararlı hale getirir.

Şekil 1A, saf ZrO 2 oksit (solda) ve Ag-Pd/ZrO 2 NPs (sağda) içeren katı örneklerin dijital fotoğraflarını göstermektedir. Beyazdan (ZrO2'de)kahverengiye (Ag-Pd/ZrO2)olan bu renk değişimi, Ag-Pd NP'lerin ZrO2 yüzeyindeki birikmesine ilişkin ilk nitel kanıtları sağlar. Şekil 1B, Ag-Pd/ZrO 2 NP'lerin (mavi iz) yanı sıra ZrO2 (siyah iz) ve Ag/ZrO2 NP'lerden (kırmızı i...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Silver-Palladium Alloyed Nanoparticles for Plasmonic Catalysis under Visible-Light Illumination at JoVE.com

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

Burada sunulan ZrO 2 (Ag-Pd/ZrO2)üzerinde desteklenen gümüş-paladyum (Ag-Pd) alaşımlı nanopartiküllerin(NPs) sentezi için bir protokoldür. Bu sistem, moleküler dönüşümleri hızlandırmak ve kontrol etmek için görünür ışık ışınlamadan enerji toplanmasına izin verir. Bu, Ag-Pd/ZrO2 NPs tarafından katalİze edilen ışık ışınlama altında nitrobenzen azaltma ile gösterilmiştir.

Görünür-Işık Aydınlatması Altında Plazmonik Kataliz için Gümüş-Paladyum Alaşımlı Nanopartiküllerin Hazırlanması

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

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Chemistry

5.4K Görüntüleme.  University of Helsinki. Burada sunulan ZrO 2 (Ag-Pd/ZrO2)üzerinde desteklenen gümüş-paladyum (Ag-Pd) alaşımlı nanopartiküllerin(NPs) sentezi için bir protokoldür. Bu sistem, moleküler dönüşümleri hızlandırmak ve kontrol etmek için görünür ışık ışınlamadan enerji toplanmasına izin verir. Bu, Ag-Pd/ZrO2 NPs tarafından katalİze edilen ışık ışınlama altında nitrobenzen azaltma ile gösterilmiştir.

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

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.

Buradaki iki bloklu kopolimer Supramolecules ikinci Gyroid Nikel Nanoyapılar

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

Kimya

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.

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.

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

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.

Çok fonksiyonlu Hibrid Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; Verimli plasmonik Isıtma -Au Nanoparçacıklar

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

Mühendislik

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.

Plazmonik ve Nanofotonik for Applications Nanopatch Antenlerin Kolloidal Sentezi

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.

Katmanlı Titanate Şeffaf Filmleri Interlayers Uzayda Toplama olmadan Altın Nanopartiküller Yerinde Sentez

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.

Çekirdekleşme ligand-aracılı ve Paladyum Metal nano tanecikleri gelişmesi

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.

Metalik nano tanecikleri tam kontrollü birikimi için sürekli akış Fotokatalitik reaktör

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.

Yüzey Plazmon Uyarma tarafından Kolloidal Au Nanorods üzerine Pd Photodeposition

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

Plazmonik Altın-Kalay Alaşımı Nanopartiküllerinin Sulu Sentezi

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.

Yazar Spotlight: Sentez ve Element Karıştırmayı İlerletmek için Sürdürülebilir Nanomalzemeler Tasarlama

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.

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