Surfactant-free Synthesis of Spiky Hollow Ag-Au Nanostars with Chemically Exposed Surfaces for Enhanced Catalysis and Single-Particle SERS.
Surfactant-free Synthesis of Spiky Hollow Ag-Au Nanostars with Chemically Exposed Surfaces for Enhanced Catalysis and Single-Particle SERS.
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DOI：
10.1021/jacsau.1c00462
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发表时间：
2022-01-24
期刊：
影响因子：
8
通讯作者：
Bell SEJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ye Z;Li C;Celentano M;Lindley M;O'Reilly T;Greer AJ;Huang Y;Hardacre C;Haigh SJ;Xu Y;Bell SEJ
尖/中空金属纳米颗粒在广泛的领域中具有应用。然而，目前用于生产尖刺/中空金属纳米颗粒的自下而上的方法严重依赖于使用强吸附性表面活性剂分子，这是不期望的，因为这些表面活性剂使产物颗粒的表面钝化。在这里，我们报告了一个高产量的表面活性剂的合成尖刺空心金银纳米星（SHAAN）。每个SHAAN由>50个钉状物连接到一个中空的外壳上组成。直径为150 nm的立方核，这使得SHAAN具有高度的等离子体和催化活性。此外，SHAAN的表面是化学暴露的，这使得它们与表面修饰的对应物相比具有显著增强的功能，如表面增强拉曼光谱（Sers）和催化所示。原始SHAAN的化学可及性还允许使用羟乙基纤维素作为弱结合稳定剂。这产生了胶体SHAAN，其保持稳定超过1个月，同时保留原始颗粒的功能，甚至允许实现单颗粒Sers。
Spiky/hollow metal nanoparticles have applications across a broad range of fields. However, the current bottom-up methods for producing spiky/hollow metal nanoparticles rely heavily on the use of strongly adsorbing surfactant molecules, which is undesirable because these passivate the product particles’ surfaces. Here we report a high-yield surfactant-free synthesis of spiky hollow Au–Ag nanostars (SHAANs). Each SHAAN is composed of >50 spikes attached to a hollow ca. 150 nm diameter cubic core, which makes SHAANs highly plasmonically and catalytically active. Moreover, the surfaces of SHAANs are chemically exposed, which gives them significantly enhanced functionality compared with their surfactant-capped counterparts, as demonstrated in surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and catalysis. The chemical accessibility of the pristine SHAANs also allows the use of hydroxyethyl cellulose as a weakly bound stabilizing agent. This produces colloidal SHAANs that remain stable for >1 month while retaining the functionalities of the pristine particles and allows even single-particle SERS to be realized.
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