움직일 수 있는 금 노른자를 가진 노른자 껍질 나노결정: 차세대 광촉매

움직일 수 있는 금 노른자를 가진 노른자 껍질 나노결정: 차세대 광촉매 날짜: 2022년 6월 7일 원천: 도쿄공업대학 요약: 내부의 움직일 수 있는 코어가 있는 독특한 투과성 중공 쉘 구조로 인해 난황 쉘 나노결정은 다양한 응용 분야에 적합합니다. 다양한 반도체 껍질을 가진 금 코어로 구성된 난황 껍질 나노결정은 새로운 순차 이온 교환 공정을 사용하여 개발되었습니다. 이러한 금속 반도체 난황 껍질 나노 결정은 많은 응용 분야에서 매우 효과적인 광촉매 역할을 할 수 있습니다. 난황 껍질 나노 결정은 투과성 껍질, 내부 빈 공간 및 움직일 수 있는 난황과 같은 매혹적인 구조적 특성을 가진 독특한 재료입니다. 이러한 나노 결정은 제조에 사용되는 재료의 선택에 따라 다양한 응용 분야에 적합합니다. 예를 들어, 껍질의 내부 표면이 반사성인 경우 난황 껍질 나노결정은 신뢰할 수 있는 광전지 장치를 만들 수 있습니다. 모바일 코어는 셸 내에 있는 용액을 혼합할 수 있는 교반기 역할을 할 수 있습니다. 쉘의 내부 및 외부 표면은 반응을 위한 많은 활성 부위를 제공하며, 난황-쉘 구조의 매혹적인 특성(구조 표면 사이의 전자 상호작용 및 전하 이동의 결과)은 이러한 나노결정을 광촉매 응용 분야에 이상적으로 만듭니다. 당연하게도, 난황 껍질 나노결정은 전 세계 연구자들의 관심을 불러일으켰습니다. 이제 ACS Editors' Choice로도 선정된 ACS Applied Nano Materials 에 게재된 공동 연구에서 Tso-Fu Mark Chang 부교수와 Tokyo Institute of Technology의 Chun-Yi Chen 조교수가 이끄는 국제 연구팀이 발표했습니다. Tokyo Tech)과 대만 국립 Yang Ming Chiao Tung 대학의 Yung-Jung Hsu 교수는 다양한 반도체 껍질을 가진 금속성 금(Au) 노른자를 포함하는 여러 노른자 껍질 구조를 개발했습니다. 이러한 구조는 Au 코어로 인해 매혹적인 속성으로 인해 전 세계적으로 인기를 얻었습니다. "금속 난황과 반도체 껍질로 구성된 난황 껍질 나노결정은 광촉매와 같은 대량 수송 관련 활용에 적합할 수 있기 때문에 특히 흥미롭습니다."라고 Chen 교수가 말했습니다. 나노 결정을 만들기 위해 연구원들은 순차적 이온 교환 공정을 사용했습니다. 이 절차에는 Au@Cu 2 O 코어-쉘 나노결정 템플릿(Au는 코어에 기여하고 Cu 2 O는 쉘 형성에 기여)에 대한 섬세한 황화와 쉘 조성의 전환을 가능하게 하는 동역학적으로 제어된 양이온 교환 반응이 포함됩니다. (즉, Cu 2 O) 반도체인 다양한 금속 황화물로. Au@Cu 7 S 4 , Au@CdS, Au@ZnS 및 Au@Ni 3 S 4 를 포함하는 4개의 대표적인 yolk-shell 나노결정 샘플 이 이러한 방식으로 조사를 위해 합성되었습니다. 광촉매로서의 이러한 난황-쉘 구조의 성능은 x-선 광전자 분광법(XPS) 및 정상 상태 광발광(PL) 분광법을 사용하여 평가되었습니다. XPS를 사용하여 연구원들은 나노 결정의 금속 코어와 반도체 껍질이 광촉매 응용에 유리한 전자 상호 작용을 가지고 있음을 발견했습니다. 시간 분해 PL 분광법은 나노 구조가 높은 PL 강도를 갖는 것으로 밝혀져 높은 광촉매 활성을 나타내며, 이는 빛을 흡수하고 전자-정공 전하 운반체를 생성할 수 있음을 의미합니다. "실제 시나리오에서 분리된 광여기된 전자와 정공에 의해 촉진되는 반응은 활성 산소 종을 생성함으로써 환경 정화에 역할을 합니다"라고 Chen 교수는 설명하며 새로운 난황 껍질 광촉매를 사용할 수 있는 한 시나리오를 설명합니다. . 이러한 광여기된 전자와 정공은 다양한 반응을 촉진하여 환경 정화, 수소 생산 및 이산화탄소 감소와 같은 많은 분야에 적용 가능한 난황 껍질 나노 결정을 만듭니다.