Google Scholar: cites
Boosting the Efficiency of Photoactive Rod-Shaped Nanomotors via Magnetic Field-Induced Charge Separation
Ferrer Campos, Rebeca (Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Física i Inorgànica)
Bakenecker, Anna C. (Institut de Ciència i Tecnologia de Barcelona. Institut de Recerca en Biomedicina)
Chen, Yufen (Institut de Ciència i Tecnologia de Barcelona. Institut de Recerca en Biomedicina)
Spadaro, Maria Chiara (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Fraire, Juan (Institut de Ciència i Tecnologia de Barcelona. Institut de Recerca en Biomedicina)
Arbiol i Cobos, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Sánchez, Samuel (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats)
Villa, Katherine (Institut de Ciència i Tecnologia de Barcelona. Institut de Recerca en Biomedicina)

Data: 2024
Resum: Photocatalytic nanomotors have attracted a lot of attention because of their unique capacity to simultaneously convert light and chemical energy into mechanical motion with a fast photoresponse. Recent discoveries demonstrate that the integration of optical and magnetic components within a single nanomotor platform offers novel advantages for precise motion control and enhanced photocatalytic performance. Despite these advancements, the impact of magnetic fields on energy transfer dynamics in photocatalytic nanomotors remains unexplored. Here, we introduce dual-responsive rod-like nanomotors, made of a TiO/NiFe heterojunction, able to (i) self-propel upon irradiation, (ii) align with the direction of an external magnetic field, and (iii) exhibit enhanced photocatalytic performance. Consequently, when combining light irradiation with a homogeneous magnetic field, these nanomotors exhibit increased velocities attributed to their improved photoactivity. As a proof-of-concept, we investigated the ability of these nanomotors to generate phenol, a valuable chemical feedstock, from benzene under combined optical and magnetic fields. Remarkably, the application of an external magnetic field led to a 100% increase in the photocatalytic phenol generation in comparison with light activation alone. By using various state-of-the-art techniques such as photoelectrochemistry, electrochemical impedance spectroscopy, photoluminescence, and electron paramagnetic resonance, we characterized the charge transfer between the semiconductor and the alloy component, revealing that the magnetic field significantly improved charge pair separation and enhanced hydroxyl radical generation. Consequently, our work provides valuable insights into the role of magnetic fields in the mechanisms of light-driven photocatalytic nanomotors for designing more effective light-driven nanodevices for selective oxidations.
Ajuts: European Commission 101076680
European Commission 866348
Agencia Estatal de Investigación PID2022-136886OA-I00
Agencia Estatal de Investigación RYC2021-031075-I
Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/BP-00079
Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-01606
Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00457
Agencia Estatal de Investigación CEX2019-000925-S
Agencia Estatal de Investigación CEX2018-000789
Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S
Drets: Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades. Creative Commons
Llengua: Anglès
Document: Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria: Photoactive nanomotors ; Dual-responsive nanomotors ; Magnetic properties ; Charge transfer ; Photocatalysis ; Selective oxidations
Publicat a: ACS applied materials & interfaces, Vol. 16, Issue 23 (May 2024) , p. 30077-30087, ISSN 1944-8252

DOI: 10.1021/acsami.4c03905
PMID: 38819932


11 p, 4.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats

 Registre creat el 2024-09-28, darrera modificació el 2024-10-17



   Favorit i Compartir