研究目的
研究金纳米晶体-金属硒化物杂化纳米结构的可控合成及其等离子体增强的光电化学能量转换特性。
研究成果
该研究成功展示了一种简便通用的方法，可控制备金-硒化铅杂化纳米结构。通过调节初始Pb2?浓度，能将金纳米棒上空心硒化铅壳层的对称性从纵向分布调控为横向分布。这种金-硒化铅蛋黄壳纳米棒因有效的等离激元增强太阳光捕获和高效的界面电荷转移而展现出优异的光活性。该方法可推广至其他金属-硒化物杂化纳米结构的制备，为太阳能转换材料开发提供了新途径。
研究不足
该研究聚焦于金纳米晶体-金属硒化物杂化纳米结构的合成与表征。其局限性在于需要进一步优化合成方法以提高光电化学能量转换效率，并探索其他金属-硒化物组合。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用氨基酸导向策略合成金纳米晶体-金属硒化物杂化纳米结构。通过调节初始Pb2?浓度来调控金纳米棒表面PbSe壳层的对称性。
2：样品选择与数据来源：
以金纳米棒为初始材料，先在其表面沉积非晶硒壳层，再以Au@Se核壳纳米棒为晶种和硒源形成金属硒化物纳米壳层。
3：实验设备与材料清单：
化学试剂包括氯金酸、硝酸银、甘氨酸、十六烷基三甲基溴化铵、硼氢化钠、L-抗坏血酸、氢氧化钠、盐酸、钛酸四丁酯、无水亚硫酸钠、九水合硫化钠、二氧化硒、醋酸铅、硝酸铋和醋酸镉。仪器设备包含透射电子显微镜(TEM)、高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计及光电化学测试系统。
4：实验流程与操作步骤：
依次合成金纳米棒、Au@Se纳米棒及Au-PbSe杂化纳米棒，每个生长阶段均进行形貌与结构表征。采用Au-PbSe杂化纳米棒敏化的TiO?纳米线光阳极进行光电化学测试。
5：数据分析方法：
通过消光光谱分析杂化纳米结构的光学特性，利用光电流实验和电化学阻抗谱(EIS)评估光电化学性能。
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Transmission electron microscope
FEI Tecnai F20
FEI
Used for TEM, HAADF-STEM, and HRTEM observations.
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Field-emission SEM
FEI NovasSEM-450
FEI
Used for SEM imaging.
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Chloroauric acid
HAuCl4·H2O
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a precursor for the synthesis of Au nanorods.
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Silver nitrate
AgNO3
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used in the growth of Au nanorods.
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Glycine acid
Gly
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as an amino acid guiding agent in the synthesis of hybrid nanostructures.
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Cetyltrimethylammonium-bromide
CTAB
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a stabilizer and morphology inducer in the synthesis of Au nanorods.
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Sodium borohydride
NaBH4
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a reducing agent in the synthesis of Au nanorods.
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L-ascorbic acid
AA
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a reducing agent in the synthesis of Au nanorods and Au@Se NRs.
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Selenium dioxide
SeO2
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a precursor for the synthesis of Se shells on Au nanorods.
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Lead acetate
Pb(C2H3O2)2·3H2O
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a precursor for the synthesis of PbSe shells on Au nanorods.
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Bismuth nitrate
Bi(NO3)3·5H2O
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a precursor for the synthesis of Bi2Se3 shells on Au nanorods.
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Cadmium acetate
Cd(C2H3O2)2·3H2O
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a precursor for the synthesis of CdSe shells on Au nanorods.
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Copper chloride
CuCl2
Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd.
Used as a precursor for the synthesis of CuSe shells on Au nanorods.
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X-ray diffractometer
Bruker D8-advance
Bruker AXS
Used for XRD analyses.
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UV-Vis spectrophotometer
TU-1810
Purkinje General Instrument Co. Ltd.
Used for absorption spectra measurements.
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Solar simulator
7IS0503A
Beijing SOFN photoelectric instruments Co. Ltd.
Used for photocurrent experiments.
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