Podrobno

Revealing the dual role of nanoparticle size and surface ligands in plasmon-enhanced photocatalysis of Au/TiO₂ nanorods
ID Slapničar, Špela (Avtor), ID Caf, Maja (Avtor), ID Kralj, Slavko (Avtor), ID Žerjav, Gregor (Avtor), ID Pintar, Albin (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,87 MB)
MD5: EF24DD035EB781C7AEA8467D38CE17B0
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016943322503017X Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
The development of plasmon-enhanced TiO$_2$ photocatalysts offers exciting opportunities for the use of visible light in environmental and energy-related applications. A key parameter that determines their performance is the size and distribution of the plasmonic metal nanoparticles (NPs), which strongly influence charge separation, light absorption and interfacial chemistry. In this work, we have systematically investigated the role of Au NPs size on the structural, electronic and photocatalytic properties of hydrothermally synthesized TiO$_2$ nanorods (TNR). Au NPs with well-controlled diameters in the range of 10–50 nm were uniformly deposited on the TNR surfaces, which was confirmed by electron microscopy and elemental mapping. UV–Vis diffuse reflectance spectra confirmed the absorption of localized surface plasmon resonance (LSPR) in the visible region, with peak positions depending on both the size of the NPs and the presence of Na-citrate residues from the synthesis. Supplementary spectroscopic analyses showed that citrate residues altered the surface chemistry, impaired charge transfer and partially blocked active sites. Photoluminescence and time-correlated single photon counting measurements revealed that Au decoration effectively suppressed the recombination of electrons and holes and prolonged the lifetime of charge carriers, while electron paramagnetic resonance spectroscopy showed improved stabilization of Ti$^{3+}$ centers and oxygen vacancies upon visible-light irradiation. Photocatalytic tests, evaluated by the generation of reactive oxygen species and the degradation of bisphenol A (BPA), showed that the activity increased with decreasing NPs size. The sample with the smallest Au NPs showed the highest reactivity and achieved a BPA degradation of ∼40 within 4 h. Thus, it clearly outperformed both the larger Au-decorated TNR and the untreated TNR reference sample. Nevertheless, residual citrate limited the overall efficiency by hindering charge transport and surface reactivity. These findings provide a pathway for the rational design of more efficient plasmonic photocatalysts by controlling NP size and removing synthesis by-products.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:heterogeneous photocatalysis, titanate nanorods, gold NPs, wet impregnation, localized surface plasmon resonance effect
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FFA - Fakulteta za farmacijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:14 str.
Številčenje:Vol. 720, pt. C, art. 165300
PID:20.500.12556/RUL-182823 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:66
ISSN pri članku:1873-5584
DOI:10.1016/j.apsusc.2025.165300 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:261044227 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:25.05.2026
Število ogledov:207
Število prenosov:245
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Applied surface science
Založnik:Elsevier
ISSN:1873-5584
COBISS.SI-ID:22979333 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kemijska tehnologija, titanov dioksid, fotokatalizatorji, vidna svetloba

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0150
Naslov:Integralni pristop k preprečevanju onesnaževanja voda

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0089
Naslov:Sodobni magnetni in večnamenski materiali

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-60047
Naslov:Magnetno mikrostrukturiranje površin iz Mg zlitine za izboljšano endotelizacijo in zadržano razgradljivost materialov žilnih opornic

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-3043
Naslov:Izkoriščanje magneto-mehanskega učinka pri zdravljenju nevrodegenerativnih bolezni

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J3-3079
Naslov:Baktericidna nanorezila: preizkus bimodalnega mehanokemijskega odstranjevanja trdovratnih biofilmov

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4420
Naslov:Selektivno mehansko odstranjevanje bakterijskih biofilmov s konjugiranimi magnetnimi nanodelci

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:L2-60141
Naslov:Izboljšanje delovanja toplotnega izmenjevalca z inovativno superhidrofobno prevleko; Super-COR-AI

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:BI-FR/23-24-PROTEUS-005
Naslov:Anizotropni magnetni nanodelci za in vitro in in vivo raziskave zdravljenja raka z magneto-mehanskim pristopom

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:BI-RS/23-25-030
Naslov:Anizotropni nanodelci železovega oksida za uporabo v medicini: magneto-mehanski učinek in hipertermija

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj