4-ニトロフェノールの触媒還元および抗菌活性のためのg-C3N4量子ドットに固定化したAg、Pd、AgPd合金ナノ粒子の光化学的合成

相乗効果を持つ多機能ナノ材料の合理的設計は、応用ナノテクノロジーの進展に不可欠です。本研究では、光活性な炭素窒化物プラットフォームが光駆動型還元剤および安定化マトリックスの両方として機能する、安定剤を用いない光化学的手法による単金属（AgおよびPd）および二元合金（AgPd）ナノ粒子のg-C3N4量子ドット（g-C3N4 QDs）上への固定化合成を報告します。PXRD、HRTEM、EDS、UV-vis分光法、X線光電子分光法による包括的な特性評価により、均一なナノ粒子分散、合金形成、及びg-C3N4フレームワークの保持が確認されました。合成ナノ材料の触媒性能は、モデル水相反応としてのNaBH4補助による4-ニトロフェノール還元を用いて評価されました。触媒の中でも、g-C3N4-AgPd合金は著しく高い活性を示し、速度定数は17.92 × 10^-2 min^-1で、純粋なg-C3N4 QDsの約11.5倍、単金属系の約1.9倍に達しました。この性能向上は、AgPd合金における電気陰性度に基づく電荷再分布に起因し、電子が豊富なPd部位が反応物の吸着と活性化を促進し、Agによる効率的な電子伝達と相まっています。触媒性能に加え、g-C3N4-AgPd系は大腸菌に対しても抗菌活性を示し、100 μLで最大18 mmの阻止帯を形成しました。総じて、本研究は相乗的触媒作用および抗菌特性を有する合金ナノ触媒の設計における多目的な光化学プラットフォームを示し、応用ナノ材料研究に有用です。