text size

Bipyridylove komplexy Ru(II) jako SERS spektralni sondy pro studium mechanismu povrchem modifikovanych optickych procesu

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
Bipyridylove komplexy Ru(II) jako SERS spektralni sondy pro studium mechanismu povrchem modifikovanych optickych procesu
Titile (in english):
Bipyridine complexes of Ru(II) as SERS spectral probes of the mechanisms of surface -enhanced optical processes
Type:
Diploma thesis
Author:
Mgr. Markéta Kokošková
Supervisor:
prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc.
Opponent:
RNDr. Petr Šmejkal, Ph.D.
Thesis Id:
66343
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260)
Study programm:
Chemistry (N1407)
Study branch:
Environmental Chemistry (NCHZPD)
Degree granted:
Mgr.
Defence date:
02/06/2011
Defence result:
Excellent
Language:
Czech
Abstract (in czech):
Abstrakt SE(R)RS (povrchem zesílený Ramanův rozptyl) spektra kationu bis(2,2’-bipyridyl)-(4,4’- dikarboxy-2,2’-bipyridyl)ruthenatého /Ru(bpy)2(dcbpy)/ v systémech s nemodifikovanými a/nebo s chloridy modifikovanými Ag nanočásticemi (AgNČ) byla získána a porovnána s odpovídajícími spektry kationu tris(2,2'-bipyridyl)ruthenatého /Ru(bpy)3/. Štěpení několika pásů a přítomnost nového pásu 1367 cm-1 pozorované pouze v SE(R)RSu Ru(bpy)2(dcbpy) v systému s chloridy nemodifikovanými agregáty AgNČ bylo přisouzeno chemisorpci komplexu na povrch AgNČ prostřednictvím dvou karboxylových skupin. Bylo zjištěno, že získané SE(R)RS excitační profily spektrálních pásů odpovídajících Ru-dcbpy jednotce chemisorbovaného komplexu dosahují maxima při excitaci 488 nm, zatímco profily dvou Ru- bpy jednotek ho dosahují při 458 nm. Srovnání profilů s elektronovým absorpčním spektrem volného Ru(bpy)2(dcbpy) odhalilo, že chemisorpce komplexu zapříčiňuje posun pásu přenosu náboje přechodu Ru→(dcbpy) do červené oblasti. Pozorovaný pokles energie přenosu náboje přechodu Ru→(dcbpy) je vysvětlen nárůstem schopnosti dvou COO- skupin čerpat elektrony vlivem jejich adsorpce na povrch AgNČ. Koncentrační hodnoty meze SERRS spektrální detekce obou komplexů v systémech s unifikovanou morfologií AgNČ byly porovnány při exc = 441,6 nm. Pro chemisorbovaný Ru(bpy)2(dcbpy) činí mez detekce 1·10-9 M a pro elektrostaticky vázaný Ru(bpy)3 1·10-12 M. Hlavní podíl na zvýšení meze detekce Ru(bpy)2(dcbpy) oproti Ru(bpy)3 má větší tlumení molekulární rezonance (přibližně 500- násobné) způsobené jeho přímou adsorpcí na povrch AgNČ. Klíčová slova: kation bis(2,2’-bipyridyl)-(4,4’-dikarboxy-2,2’-bipyridyl)ruthenatý, kation tris(2,2'-bipyridyl)ruthenatý, povrchem zesílený (rezonanční) Ramanův rozptyl /SER(R)RS/, SE(R)RS excitační profil, SE(R)RS spektrální mez detekce, fraktální agregáty stříbrných nanočástic.
Abstract:
Abstract SERS and SERRS (surface enhanced /resonance/ Raman scattering) spectra of a dicationic Ru (II) bis(2,2’-bipyridine)(4,4’-dicarboxy-2,2’-bipyridine) /Ru(bpy)2(dcbpy)/ complex in systems with aggregates of unmodified and/or chloride-modified Ag nanoparticles (NPs) were obtained and compared to those of dicationic Ru (II) tris(2,2’-bipyridine) /Ru(bpy)3 /. The splitting of several bands and the appearance of a new band at 1367 cm-1 observed solely in SERS and SERRS of Ru(bpy)2(dcbpy) in the system with unmodified Ag NP aggregates was attributed to chemisorption of the complex onto Ag NP surface via two carboxylate groups. SERS/SERRS excitation profiles obtained for the spectral bands and attributed to the Ru- dcbpy unit of the chemisorbed Ru(bpy)2(dcbpy)/ complex were found to maximize at 488 nm excitation, while those of the two Ru-bpy units peaked at 458 nm. Comparison of the profiles with the electronic absorption spectrum of free Ru(bpy)2(dcbpy) has revealed that chemisorption of the complex causes a red-shift of the Ru→dcbpy charge transfer transition band. The observed decrease of the energy of the Ru→dcbpy charge transfer is explained by an increase of the electron-withdrawing ability of the two COO- groups upon their chemisorption on AgNP surface. Concentration value of SERRS spectral detection limits of complexes in systems with unified morfologies of AgNPs were compared at exc = 441,6 nm. Detection limit of chemisorbed Ru(bpy)2(dcbpy) is 1·10-9 M and that of electrostatically bonded Ru(bpy)3 1·10-12 M. The main contribution to the increase in Ru(bpy)2(dcbpy) detection limit in comparison with Ru(bpy)3 detection limit belongs to the stronger molecular resonance damping (roughly 500 times) which is caused by the direct adsorption of this complex on AgNP surface. Key words: Ru (II) bis(2,2’-bipyridine)(4,4-dicarboxy-2, 2’-bipyridine), Ru (II) tris(2,2’- bipyridine), surface-enhanced (resonance) Raman scattering /SE(R)RS/, SE(R)RS excitation profile, SE(R)RS spectral detection limit, fractal aggregates of silver nanoparticles
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Markéta Kokošková 1.23 MB
Download Abstract in czech Mgr. Markéta Kokošková 93 kB
Download Abstract in english Mgr. Markéta Kokošková 59 kB
Download Supervisor's review prof. RNDr. Blanka Vlčková, CSc. 54 kB
Download Opponent's review RNDr. Petr Šmejkal, Ph.D. 42 kB
Download Defence's report 356 kB