Geordende bimetallische plasmon-nanostructuren voor fotokatalytische roetafbraak.

Roet, een essentieel bestanddeel van fijnstof, wordt verantwoordelijk geacht voor een verdrievoudiging van het aantal vroegtijdige overlijdens tegen 2060. Daarom wordt in dit fundamenteel project de ontwikkeling van een efficiënte fotokatalysator bestudeerd voor roetafbraak, met (zon)licht als enige energie-input. Fotokatalytische oxidatie wordt meestal uitgevoerd met TiO2 als lichtgevoelig materiaal. Het grote nadeel van TiO2 is de grote bandkloof van deze halfgeleider, die binnen het zonnespectrum enkel overbrugd kan worden door de energie-inhoud van UV-licht. Om de activiteit uit te breiden naar het zichtbaar licht, kan het katalysatoroppervlak gemodificeerd worden met edelmetaal nanopartikels die sterke optische lokale plasmonresonantie-effecten vertonen. In dit project worden stabiele bimetallische nanopartikels van goud en zilver gesynthetiseerd. Door beide metalen met elkaar te combineren, kunnen hun individuele tekortkomingen vermeden worden, en kunnen bovendien de plasmonische eigenschappen makkelijk gestuurd worden over een breed golflengtegebied. Deze bimetallische nanopartikels zullen als een geordende structuur georganiseerd worden, en vervolgens worden gekarakteriseerd van bulk- tot nanoschaal. Een deel hiervan in samenwerking met het Institute for Catalysis van Hokkaido University, Japan. Het effect van plasmonen op het mechanisme van fotokatalytische roetafbraak wordt op een fundamenteel niveau bestudeerd via in-situ FTIR spectroscopie. Daarnaast worden meer grootschalige demonstratie-experimenten opgezet om ook aan het brede publiek de relevantie van dit onderzoek te kunnen demonstreren.

Trefwoorden:FOTOKATALYSE, PLASMON, DEELTJESKARAKTERISATIE, ROET

Disciplines:Fysica van gecondenseerde materie en nanofysica, Analytische chemie, Macromoleculaire en materiaalchemie, Duurzame chemie, Duurzaamheids- en milieutechniek