Design of plasmonic metal-semiconductor nanohybrids for photocatalytic applications

Abstract

The development of nanohybrids in which a semiconductor as TiO2 is combined with plasmonic nanoparticles produces the formation of photocatalysts with a catalytic activity expanded to a wider region of the electromagnetic spectrum. Such complex materials are capable of absorbing radiation much more efficiently than the original semiconductor. On the other hand, the use of several substrates to form these materials (for example, colloidal silica or polystyrene, thermosensitive polymers or anisotropic oxides) allows controlling the interaction between the plasmonic particles and the semiconductor to optimize the final hybrid depending on the desired application. The main objective of this work will be the development of several hybrid photocatalysts using different substrates in order to optimize the distance, distribution and interaction of the particles to achieve more efficient catalysts depending on the desired application.

El desarrollo de nanohíbridos en los que un semiconductor como el TiO2 es combinado con nanopartículas plasmónicas produce la formación de fotocatalizadores con una actividad catalítica que se expande a una región más amplia del espectro electromagnético. Dichos materiales complejos son capaces de absorber radiación de un modo mucho más eficiente que el semiconductor original. Por otro lado, el empleo de varios sustratos para formar estos materiales (por ejemplo, sílice o poliestireno coloidales, polímeros termosensibles u óxidos anisotrópicos) permite controlar la interacción entre las partículas plasmónicas y el semiconductor para optimizar el híbrido final en función de la aplicación deseada. El objetivo fundamental de este trabajo será el desarrollo de varios fotocatalizadores híbridos utilizando diferentes sustratos con el fin de optimizar la distancia, la distribución y la interacción de las partículas para lograr catalizadores más eficientes en función de la aplicación deseada.

O desenvolvemento de nanohíbridos nos que un semiconductor como TiO2 é combinado con nanopartículas plasmónicas produce a formación de fotocatalizadores cunha actividade catalítica que se expande a unha rexión máis ampla do espectro electromagnético. Tales materiais complexos son capaces de absorber unha radiación moito máis eficiente que o semicondutor orixinal. Por outra banda, o uso de varios substratos para formar estes materiais (por exemplo, sílice coloidal ou poliestireno, polímeros termosensibles ou óxidos anisótropos) permite controlar a interacción entre as partículas plasmónicas e os semicondutores para optimizar o híbrido final dependendo da aplicación desexada. . O obxectivo principal deste traballo será o desenvolvemento de varios fotocatalizadores híbridos que utilizan diferentes substratos para optimizar a distancia, a distribución e a interacción das partículas para lograr catalizadores máis eficientes dependendo da aplicación desexada.