Au@TiO2 Core–Shell Nanoparticles with Nanometer-Controlled Shell Thickness for Balancing Stability and Field Enhancement in Plasmon-Enhanced Photocatalysis

光催化 材料科学 等离子体子 纳米颗粒 纳米技术 壳体(结构) 等离子纳米粒子 化学工程 光电子学 复合材料 催化作用 化学 生物化学 工程类
作者
Rajeshreddy Ninakanti,Rituraj Borah,Timothy K. Craig,Radu‐George Ciocarlan,Pegie Cool,Sara Bals,Sammy W. Verbruggen
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (49): 33430-33440 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c09944
摘要

Plasmonic core–shell nanostructures can make photocatalysis more efficient for several reasons. The shell imparts stability to the nanoparticles, light absorption is expanded, and electron–hole pairs can be separated more effectively, thus reducing recombination losses. The synthesis of metal@TiO2 core–shell nanoparticles with nanometer control over the shell thickness and understanding its effect on the resulting photocatalytic efficiency still remains challenging. In the present study, a synthesis method is presented for preparing Au@TiO2 core–shell nanoparticles with ultrathin shells that can be accurately tuned in the range of 2–12 nm, based on the controlled slow hydrolysis of a titanium precursor. Electromagnetic simulations combined with comprehensive characterization of the opto-physical bulk properties, as well as energy electron loss spectroscopy and electron tomography reconstructions at the nanoscale, aid in understanding the crucial role of the shell in improving both the activity as well as the stability in a photocatalytic reaction. Ultrathin shells in the order of 2 nm do not suffice to prevent sintering of the nanoparticles upon annealing, with a consequent loss of plasmonic properties. After reaching an optimum for a shell of 4 nm, further increasing the shell thickness again reduces the plasmonic properties by a weakened plasmonic coupling. This trend is confirmed by photocatalytic hydrogen evolution experiments, as well as stearic acid degradation tests. With this study, we prove and emphasize the crucial importance of carefully controlling the shell thickness in plasmonic core–shell structures, so their maximum application potential may be unlocked.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
LLY发布了新的文献求助10
1秒前
酷波er应助栗子栗栗子采纳,获得10
2秒前
3秒前
洁白的故人完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
在水一方应助xiaixax采纳,获得10
8秒前
8秒前
困困包完成签到,获得积分10
9秒前
陈zz发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
大舟Austin完成签到 ,获得积分10
12秒前
a雪橙完成签到 ,获得积分10
14秒前
Zzzhou23完成签到,获得积分20
16秒前
困困包发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI2S应助风中的丝袜采纳,获得10
16秒前
研友_VZG7GZ应助风中的丝袜采纳,获得10
16秒前
斯文败类应助虚幻龙猫采纳,获得10
18秒前
19秒前
11发布了新的文献求助10
19秒前
23秒前
25秒前
26秒前
曾天祥应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
26秒前
小花排草应助科研通管家采纳,获得30
26秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
27秒前
清秀的懿轩完成签到 ,获得积分10
27秒前
善学以致用应助ATER采纳,获得10
29秒前
abc完成签到 ,获得积分10
29秒前
YF完成签到 ,获得积分10
30秒前
虚幻龙猫发布了新的文献求助10
32秒前
慕青应助粉色的小天鹅采纳,获得10
35秒前
名丿完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
求polyinfo中的所有数据,主要要共聚物的,有偿。 1500
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1500
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 800
水产动物免疫学 500
鱼类基因组学及基因组物种技术 500
Византийско-аланские отно- шения (VI–XII вв.) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4176270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3711538
关于积分的说明 11704868
捐赠科研通 3394499
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1862389
邀请新用户注册赠送积分活动 921126
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 833014