فعالیت فوتوکاتالیستی نانوسیم‌های مزین به نانوذرات

یک دانشمند بنام یوکانگ سان در آزمایشگاه ملی آرگون وزارت انرژی آمریکا، با استفاده از نانوسیم‌های کلرید نقره‌ی مزین‌شده به نانوذرات طلا، فوتوکاتالیست نور مرئی ساخته است که ممکن است مولکول‌های آلی در آب آلوده را تجزیه کند.

یک دانشمند بنام یوکانگ سان در آزمایشگاه ملی آرگون وزارت انرژی آمریکا، با استفاده
از نانوسیم‌های کلرید نقره‌ی مزین‌شده به نانوذرات طلا، فوتوکاتالیست نور مرئی
ساخته است که ممکن است مولکول‌های آلی در آب آلوده را تجزیه کند.

سان گفت: نانوسیم‌های نقره به‌طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و برای گستره‌ی
وسیعی از کاربردها شامل الکترودهای رسانای شفاف برای پیل‌های خورشیدی و افزاره‌های
الکترونیک نوری، استفاده شده‌اند. ما با تبدیل شیمیایی آنها به نانوسیم‌های کلرید
نقره و بلافاصله اضافه کردن نانوذرات طلا، نانوسیم‌هایی با مجموعه خواص کاملاً جدید
ساخته‌ایم که با نانوسیم‌های اولیه به‌طور قابل‌توجهی تفاوت دارند.
 

 

 این محققان نانوسیم‌های خود را طی دو مرحله ساختند. در مرحله اول، نانوسیم‌های نقره
با کلرید آهن (III) اکسید شده و طی یک واکنش رسوب‌دهنده‌ی همزمان بین یون‌های مثبت
نقره و منفی کلر در دمای اتاق، نانوسیم‌های نقره تبدیل به نانوسیم‌های کلرید نقره
می‌شوند و یون‌های سه بار مثبت آهن به یون‌های دوبار مثبت آهن احیاء می‌شوند. در
مرحله دوم، یون‌های دوبار مثبت آهن تولید شده در مرحله اول، پیش‌ران‌های طلا (برای
مثال تتراکلرید طلای سدیم) را احیاء کرده و منجر به ترسیب نانوذرات طلا روی سطح
نانوسیم‌های کلرید نقره می‌شوند. در نهایت نانوسیم‌های کامپوزیتی AgCl:Au تشکیل می‌شوند.

خواص فوتوکاتالیستی کلرید نقره مرسوم به طول موج‌های نورآبی و مافوق بنفش محدود می‌شوند،
اما با اضافه کردن نانوذرات طلا، خاصیت فوتوکاتالیستی آنها در نور مرئی نیز فعال می‌شود.
نور مرئی الکترون‌ها در نانوذرات طلا را تحریک می‌کند و واکنش‌هایی شروع می‌کند که
جداسازی بار روی این نانوسیم‌های کلرید نقره را به حداکثر می‌رساند. آزمایشات انجام
شده به‌وسیلة این گروه تحقیقاتی نشان می‌دهند که این نانوسیم‌های مزین به طلا می‌توانند
مولکول‌های آلی از قبیل متیلن را تجزیه کنند.

سان گفت: اگر شما فیلمی از این نانوسیم‌های مزین به طلا را روی یک سطح ایجاد کنید و
اجازه دهید که آب آلوده از روی آن عبور کند، ممکن است با تابش نور مرئی از لامپ‌های
نور فلورسانت مرسوم یا خورشید، این مولکول‌ها آلی تخریب ‌شوند. سان با نانوسیم‌های
نقره مرسومی که برای ایجاد نانوسیم‌های کلرید نقره با کلرید آهن اکسید شده بودند،
شروع کرد. یک واکنش متوالی تتراکلرواوریت، نانوذرات طلا را روی این نانوسیم‌ها
ترسیب کرد.

سان گفت ممکن است که برای ترسیب دیگر فلزات از قبیل پالادیوم و پلاتین روی این
نانوسیم‌های کلرید نقره، از یک مکانیزم مشابه استفاده کنیم و خواص جدیدی از قبیل
توانایی برای کاتالیز تجزیه آب به هیدروژن و اکسیژن با نور خورشید، ایجاد کنیم.

نتایج این تحقیق در مجله Journal of Physical Chemistry C منتشر شده است.