Creating Hot-Electron Photocatalyst Architectures with Optimal Mass Transport Properties using Plasmonic Mesoporous Metal Nanoparticles

使用等离激元介孔金属纳米颗粒创建具有最佳传质特性的热电子光催化剂结构

• 批准号: 20K05453
• 负责人: HENZIE Joel
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05453/
• 关键词: メソポーラス金属; プラズモニクス; プラズモン励起光触媒反応; 表面増強ラマン分光法(SERS); 表面増強ラマン散乱(SERS); オプトメカニクス; ホットエレクトロン; 超高速分光; トモグラフィー; 電極触媒作用; 金属合金; Photocatalysis; Plasmonics; Hot carrier science; Nanoparticle Synthesis; Mesoporous Materials

2022年度にメソポーラス金属に関する研究が続けられ、2つの主要な結果が出ました：結果1：メソポーラス金属ナノ粒子の光学的性質とその光触媒反応への影響について述べた我々の研究を成功裏に発表しました（Chem. Mat. 2022; 34, 16, 7256-7270）。元の提案に記載されているように、電子トモグラフィーを用いて、直径が120から230ナノメートル、孔径が16から23ナノメートルのメソポーラス金属ナノ粒子の3D構造を成功裏に画像化しました。我々は3Dデータを電磁（EM）シミュレータに成功裏に入力し、その光学的性質をモデル化しました。これは、トモグラフィーとシミュレーションで研究された最大かつ最も複雑な多孔質貴金属構造の一つです。我々はこれらの材料を用いて、有機光化学反応がメソポーラス金属中の強いEM場とプラズモンによって生成されたホットキャリアによってどのように強化されるかを説明しました。結果2：アルコキシアミンの光化学的ホモリシスを駆動できるような多孔質の金ナノ粒子のように振る舞うナノ構造化金ナノ粒子のアンサンブルを研究している有機化学グループとの共同研究を開始しました。我々は、プラズモンに関連するホットキャリアや熱反応がこれらの反応を駆動するかどうかを調査しました。驚いたことに、反応は主に強いEM場と関連した分子間励起によって駆動されていることを発見しました（ACS Catalysis 2023; 13, 2822-2833）。この助成金に帰属する2022年度の追加の出版物：（3）ACS Sustainable Chem. Eng. 2023; 11, 168-176、（4）J. Mat. Chem. A 2023; Advance Article

2. The main results of this study in 2022 are as follows: Result 1: The optical properties of metal particles and the influence of photocatalyst reaction are successfully reported (Chem. 2022; 34, 16, 7256-7270）。The 3D structure of metal particles with diameters of 120 ~ 230 nm and pore diameters of 16 ~ 23 nm has been successfully visualized. We have successfully integrated the electromagnetic (EM) and optical properties into the 3D image. This paper studies the structure of porous noble metals with the largest and most complex structure. In the case of organic photochemical reactions, the strong EM field in the metal is generated. Result 2: The study of photochemical properties of porous gold particles and organic chemistry began. We're investigating the relationship between the two countries. The interaction between molecular excitation and molecular excitation occurs in the presence of strong EM fields (ACS Catalysis 2023; 13, 2822-2833). Additional publications for 2022:(3) ACS Sustainable Chem. Eng. 2023; 11, 168-176,(4) J. Mat. Chem. A 2023; Advance Article

项目成果

The University of Queensland(オーストラリア)

昆士兰大学（澳大利亚）

Ultrafast relaxation dynamics of aluminum nanoparticles in solution

• DOI: 10.1016/j.physe.2019.113795
• 发表时间: 2020-03
• 期刊: Physica E-low-dimensional Systems & Nanostructures
• 影响因子: 3.3
• 作者: D. Peckus;Joel Henzie;T. Tamulevičius;M. Andrulevičius;A. Lazauskas;Erika Rajackaitė;Š. Meškinis

Performance enhancement strategies for surface plasmon resonance sensors in direct glucose detection using pristine and modified UiO-66: effects of morphology, immobilization technique, and signal amplification

使用原始和改良 UiO-66 进行直接葡萄糖检测的表面等离子共振传感器的性能增强策略：形态、固定技术和信号放大的影响

• DOI: 10.1039/d1ta08741j
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials Chemistry A
• 影响因子: 11.9
• 作者: Gumilar Gilang;Henzie Joel;Yuliarto Brian;Patah Aep;Nugraha Nugraha;Iqbal Muhammad;Amin Mohammed A.;Hossain Md. Shariar A.;Yamauchi Yusuke;Kaneti Yusuf Valentino
• 通讯作者: Kaneti Yusuf Valentino

Controlling Materials-Space in Inorganic Materials

控制无机材料中的材料空间

• 发表时间: 2021
• 作者: Jiang Bo;Song Hui;Kang Yunqing;Wang Shengyao;Wang Qi;Zhou Xin;Kani Kenya;Guo Yanna;Ye Jinhua;Li Hexing;Sakka Yoshio;Henzie Joel;Yusuke Yamauchi;Joel Henzie;Joel Henzie
• 通讯作者: Joel Henzie

AIX-MARSEILLE UNIVERSITY(フランス)

艾克斯-马赛大学（法国）