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  • Catálise com aglomerados de nanobastões de CdSe com ponta de Au
    p Figura 1. Grupo híbrido de nanobastões de metal semicondutor que pode promover reações fotocatalíticas de redução de múltiplos elétrons. O diagrama de energia destaca as bordas da banda de CdSe e o nível de Fermi de Au.

    p Clusters de nanobastões de CdSe com pontas de ouro (Au) foram sintetizados por pesquisadores do Grupo de Nanofotônicos de Materiais em nanoescala através da polimerização de nanobastões conduzida pela soldagem controlada das pontas de Au. Os nanobastões de CdSe com ponta de Au aumentaram significativamente a eficiência de separação de carga e coleta de elétrons energéticos nas nanopartículas de Au, levando a uma melhoria excepcional nas reações de redução de múltiplos elétrons fotocatalisados ​​(MER), mesmo em soluções aquosas aeróbias à temperatura ambiente. Os resultados representam o primeiro uso de nanomateriais híbridos de metal-semicondutor para fotocatálise eficiente envolvendo reações de carga múltipla. p A Figura 1 mostra a nanoestrutura proposta, consistindo em vários nanobastões de CdSe que estão ligados uns aos outros por uma nanopartícula de Au em suas extremidades. Os nanobastões de CdSe servem como antenas para coleta eficiente de fótons para criar estados separados de carga energética nos nanobastões de CdSe, enquanto a nanopartícula de Au serve como um reservatório de elétrons para coletar elétrons energéticos gerados a partir dos estados separados por carga. Sob fotoiluminação, estados separados por carga em cada forma de nanobastão de CdSe e os elétrons energéticos resultantes são transferidos para a nanopartícula de Au.

    p Como resultado, o número e a densidade de elétrons energéticos acumulados na nanopartícula de Au são maiores do que os formados no nanorod individual de CdSe com ponta de Au dentro do mesmo tempo. A síntese é realizada através da polimerização dos nanobastões de CdSe de ponta única de Au, aproveitando a soldagem espontânea das pontas de Au em condições adequadas (ver Figura 2).

    p Para avaliar o desempenho em reações MER fotocatalíticas, O azul de metileno (MB) foi selecionado como um indicador redox modelo em solução aquosa. As moléculas MB foram fotocataliticamente reduzidas com a ajuda dos nanobastões de CdSe com ponta de Au sob um ambiente (isto é, a solução está saturada de ar). As moléculas MB foram completamente reduzidas em apenas 1 hora e a cinética de reação de primeira ordem do MER foi determinada.

    p Figura 2. Imagens TEM de (a) os nanobastões CdSe sintetizados, (b) Nanobastões de CdSe com ponta de Au e cada nanobastão com um único nanocristal de Au, e (c) aglomerados de nanobastões de CdSe com ponta de Au. (d) Imagens TEM ampliadas de grupos individuais de nanobastões de CdSe com ponta de Au mostrados em (c), destacando o número diferente (n) de nanobastões de CdSe em cada cluster. Barras de escala na inserção de (b) e os quadros de (d) correspondem a 5 e 20 nm, respectivamente.




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