Ag/TiO2 және Ag/SiO2 нанобөлшектерінің қасиеттері және олардың жартылай өткізгіш нанокомпозиттің фотокаталитикалық қасиеттеріне әсері
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N2/25-32Кілт сөздер:
плазмон, нанобөлшектер, оптикалық қасиеттер, фотокатализ, нанокомпозиттерАңдатпа
TiO2 немесе SiO2 қабығымен қапталған күміс нанобөлшектерінің оптикалық қасиеттері мен электр өрісінің таралуы зерттелді. Плазмонды нанобөлшектердің айналасындағы қабықтың болуы олардың жұтылу жолағының максимумының батохромдық ығысуына әкелетіні көрсетілді. Плазмонды нанобөлшектердің айналасындағы электр өрісінің максималды кернеулігі радиалды түрде шоғырланып, негізінен зерттелген нанобөлшектердің бетінде орналасады. Кванттық тиімділік, яғни сәулеленген фотондардың жұтылған фотондарға қатынасы, Ag/TiO2 нанобөлшектері үшін Ag/SiO2-мен салыстырғанда 50%-ға жоғары. Ag/TiO2 және Ag/SiO2 ядро/қабық нанобөлшектері болған жағдайда TiO2/rGO нанокомпозитінің фотокаталитикалық белсенділігі тиісінше 2,7 және 1,7 есеге артады. Бақыланған өзгерістер TiO2/rGO заряд тасымалдау қасиеттерінің жақсаруымен және нанобөлшектерден жартылай өткізгішке ыстық электрондардың инжекциясымен байланысты.
References
Mayer K.M., Hafner J.H. (2011) Localized surface plasmon resonance sensors. Chemical Reviews, 111, 3828–3857. https://doi.org/10.1021/cr100313v DOI: https://doi.org/10.1021/cr100313v
Lin K.-T., Lin H., Jia B. (2020) Plasmonic nanostructures in photodetection, energy conversion and beyond. Nanophotonics, 9(10), 3135–3163. https://doi.org/10.1515/nanoph-2020-0104 DOI: https://doi.org/10.1515/nanoph-2020-0104
Barbillon G. (2019). Plasmonics and its applications. Materials, 12(9), 1502. https://doi.org/10.3390/ma12091502 DOI: https://doi.org/10.3390/ma12091502
Ai B., Fan Z., Wong Z.J. (2022). Plasmonic–perovskite solar cells, light emitters, and sensors. Microsystems Nanoengineering, 8, 5. https://doi.org/10.1038/s41378-021-00334-2 DOI: https://doi.org/10.1038/s41378-021-00334-2
Kasani S., Curtin K., Wu N. (2019). A review of 2D and 3D plasmonic nanostructure array patterns: Fabrication, light management and sensing applications. Nanophotonics, 8(12), 2065–2089. https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0158 DOI: https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0158
Ibrayev N., Seliverstova E., Omarova G. (2020) The influence of plasmons of Ag nanoparticles on photovoltaics of functionalized polymethine dye. Materials Today: Proceedings, 25, 39–43. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.01 DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.016
Chiozzia V., Rossi F. (2020) Inorganic–organic core/shell nanoparticles: Progress and applications. Nanoscale Advances, 2, 5090-5105. https://doi.org/10.1039/D0NA00411A DOI: https://doi.org/10.1039/D0NA00411A
Rusdan N.A., Timmiati Sh.N., Yaakob Z., Lim K.L., Khaidar D. (2022) Recent application of core-shell nanostructured catalysts for CO₂ thermocatalytic conversion processes. Nanomaterials, 12(21), 3877. https://doi.org/10.3390/nano12213877 DOI: https://doi.org/10.3390/nano12213877
Turakova M., Salmi T., Eränen K., Warnå J., Murzin D.Y., Kralik M. (2015) Liquid phase hydrogenation of nitrobenzene. Applied Catalysis A: General. 499, 66-76. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.04.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.04.002
Gawande M. B., Goswami A., Asefa T., Guo H., Biradar A.V., Peng D.-L., Zboril R., Varma R.S. (2015) Core–shell nanoparticles: Synthesis and applications in catalysis and electrocatalysis. Chemical Society Reviews, 44, 7540-7590. https://doi.org/10.1039/C5CS00343A DOI: https://doi.org/10.1039/C5CS00343A
Das S., Pérez-Ramírez J., Gong J., Dewangan N., Hidajat K., Gates B.C., Kawi S. (2020) Core–shell structured catalysts for thermocatalytic, photocatalytic, and electrocatalytic conversion of CO2. Chemical Society Reviews, 49, 2937-3004. https://doi.org/10.1039/C9CS00713J DOI: https://doi.org/10.1039/C9CS00713J
Lin L., Zhong Q., Zheng Y., Cheng Y., Qi R., Huang R. (2021) Size effect of Au nanoparticles in Au-TiO₂-x photocatalyst. Chemical Physics Letters, 770, 138457. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2021.138457 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cplett.2021.138457
Afanasyev D.A., Ibrayev N.K., Serikov T.M., Zeinidenov A.K. (2016) Effect of the titanium dioxide shell on the plasmon properties of silver nanoparticles. Journal of Physical Chemistry A, 90(4), 833–837. https://doi.org/10.1134/S0036024416040026 DOI: https://doi.org/10.1134/S0036024416040026
Alikhaidarova E., Afanasyev D., Ibrayev N., Nuraje N. (2022) Plasmonic enhanced polymer solar cell with inclusion of AgSiO₂ core-shell nanostructures. Polymer Advanced Technologies, 33(3), 1000–1008. https://doi.org/10.1002/pat.5574 DOI: https://doi.org/10.1002/pat.5574
Seliverstova E., Serikov T., Nuraje N., Ibrayev N., Sadykova A., Amze M. (2024) Plasmonic effect of metal nanoparticles on the photocatalytic properties of TiO₂/rGO composite. Nanotechnology, 35, 325401. https://doi.org/10.1088/1361-6528/ad3e02 DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6528/ad3e02
Zhumabekov A., Seliverstova E., Ibrayev N. (2019). Investigation of photocatalytic activity of TiO2-GO nanocomposite. Eurasian Physical Technical Journal, 16(1(31)), 42–46. https://doi.org/10.31489/2019No1/42-46 DOI: https://doi.org/10.31489/2019No1/42-46
Zhang B., Wang D., Hou Y., Yang S., Yang X. H., Zhong J. H., Liu J., Wang H. F., Hu P., Zhao H. J., Yang H. G. (2013). Facet-dependent catalytic activity of platinum nanocrystals for triiodide reduction in dye-sensitized solar cells. Scientific Reports, 3, 1836, https://doi.org/10.1038/srep01836 DOI: https://doi.org/10.1038/srep01836
Johnson P.B., Christy R.W. (1972). Optical constants of noble metals. Physical Review B, 6, 4370. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.6.4370 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.6.4370
Polyanskiy M.N. (2024). Refractive index.info database of optical constants. Scientific Data, 94, 19. https://doi.org/10.1038/s41597-024-01102-5 DOI: https://doi.org/10.1038/s41597-023-02898-2
Ibrayev N.Kh., Seliverstova E.V., Kanapina A.E. (2022) Transient absorption of gold nanoparticles of various diameters. European Physical Technical Journal, 19(4), 73–77. https://doi.org/10.31489/2022No4/73-77 DOI: https://doi.org/10.31489/2022No4/73-77
Adachi M., Sakamoto M., Jiu J., Ogata Y., Isoda S. (2006) Determination of parameters of electron transport in dye-sensitized solar cells using electrochemical impedance spectroscopy. Journal of Physical Chemistry B, 110, 13872–13880. https://doi.org/10.1021/jp060976l DOI: https://doi.org/10.1021/jp061693u
Downloads
Жарияланды
How to Cite
Журналдың саны
Бөлім
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
