Raman e IR Spectroelectrochemical métodos como ferramentas para analisar compostos orgânicos conjugados

A espectroeletroquímica Ramen e IR pode ser usada para caracterização avançada de alterações estruturais em componentes eletrocondutores adquiridos durante um processo eletroquímico e, por exemplo, o estudo do mecanismo de reações. A principal vantagem é a possibilidade de observar o sinal decorrente dos produtos intermediários do processo eletroquímico, ou processo de investigação, no qual os produtos não podem ser separados. Antes de realizar estudos espectroeletroquímicos, use voltametria cíclica para determinar as faixas potenciais dos processos de interesse redox.

Para iniciar o procedimento, enxágue um óxido de estanho de lítio revestido de quartzo com água deionizada. Sonicar o eletrodo de quartzo ito em actone, e álcool isopropílico, em sequência, por 15 minutos cada. Enquanto o eletrodo ito está sendo sonicado, queime a área de trabalho de um fio de platina, ou contra-eletrodo em espiral, na chama de uma tocha de gás de alta temperatura, apenas até que o fio fique vermelho.

Deixe o fio esfriar até a temperatura ambiente no ar ambiente. Remova o eletrodo de referência de sua solução de eletrólito de armazenamento e enxágüe-o três vezes com o solvente a ser usado durante as medições. Limpe o recipiente espectroeletroquímico apropriado com etanol, álcool isopropílico ou acetona, e deixe secar.

Limpe os outros componentes da célula com acetona e deixe-os secar pelo menos um minuto. Uma vez que a sônica do eletrodo ito esteja completa, deixe-o secar. Em seguida, prepare pelo menos 10 mililitros de uma solução de eletrólito de suporte com uma concentração pelo menos 100 vezes maior do que a concentração de anolyto alvo.

Se for o caso do experimento, prepare dois mililitros de uma solução de anolyto mililitro no eletrólito. Bolha de gás inerte através da solução de anolyte ou eletrólito por 5 minutos a um fluxo de gás moderado, de modo que apenas pequenas bolhas aparecem na superfície da solução. Posteriormente, prossiga para o procedimento espectroeletroquímico escolhido.

Quando estiver pronto para iniciar o IR resistente, monte a célula espectroeletroquímica IR limpa. Certifique-se de que os eletrodos não estão em contato entre si. Encha a célula montada com solvente puro e verifique se há vazamentos.

Ajuste o conjunto conforme necessário para garantir que a célula esteja livre de vazamentos. Quando terminar, remova o solvente. Em seguida, ligue o espectrômetro ir e abra o software de instrumento.

Encha a célula com a solução de anolyte, garantindo que as áreas dos eletrodos que serão irradiadas pelo feixe de incidentes estejam submersas, ou a solução foi desenhada pelas forças capilares entre o cristal ATR e o eletrodo ligado. Em seguida, carregue a célula no instrumento. Conecte os eletrodos a um pontentiostat, tomando cuidado para não permitir que os eletrodos ou os conectores se toquem.

Preencha os parâmetros de aquisição do espectro IR e registre um espectro de fundo da solução sem potencial aplicado. Em seguida, aplique um potencial de zero volts ao eletrodo de trabalho. Adquira e salve um espectro de IR inicial.

Em seguida, aumente o potencial aplicado em 100 milvolts, espere 15 segundos e adquira outro espectro de RI. Repita este processo até que os espectros tenham sido adquiridos para toda a gama potencial de interesse. Para avaliar a reversibilidade do processo de interesse redox, devolva o potencial aplicado sobre o valor inicial em 100 etapas milivolt e adquira um espectro para cada etapa.

Caso contrário, retorne ao valor inicial em um único passo, e adquira apenas um espectro. Em seguida, subtraia o espectro inicial de todos os outros espectros para obter o espectro diferencial. Em seguida, desconecte a célula, e transfira a solução para uma célula eletroquímica, por CV.Antes do estudo espectroeletroquímico de ramen, cubra um fio limpo ou eletrodo de placa, com o âmal, por eletropomerização ou fundição de mergulho.

Quando estiver pronto para ser o estudo, ligue o espectrômetro de ramen, laser e software de controle. Monte a célula espectroeletroquímica, tomando cuidado para manter os eletrodos separados. Posicione o eletrodo de trabalho revestido de ânito o mais próximo possível da parede celular, de frente para o feixe de incidente de entrada, deixando espaço para uma solução fluir entre ele e a parede.

Em seguida, adicione cerca de dois mililitros da solução eletrólito ou anolyte à célula, de modo que todos os eletrodos estejam imersos em solução. Coloque a célula no espectrômetro e conecte os eletrodos a um potencialiostat, tomando cuidado para evitar que os eletrodos se toquem. Concentre a câmera espectrômetro no filme depositado no eletrodo funcionando.

Em seguida, feche a tampa do espectrômetro. Selecione o tipo de laser e a classificação apropriadas para a amostra. Concentre o raio laser na superfície do eletrodo funcionando para que o ponto ou linha mais nítida possível apareça.

Defina o alcance espectral, o tempo de iluminação, o número de repetições e a potência do laser no software espectrômetro, apropriadamente para a amostra. Use baixa potência laser para evitar a destruição da amostra. Adquira um espectro inicial de ramen.

Ajuste os parâmetros de coleta de dados e repita a varredura conforme necessário até que um bom espectro inicial seja adquirido. Em seguida, aplique um potencial inicial de zero volts ao eletrodo de trabalho. Colete um espectro e salve-o com um nome de arquivo descritivo.

Em seguida, aumente o potencial aplicado em 100 milvolts, espere 15 segundos e colete outro espectro. Continue adquirindo e salvando espectros dessa forma, ao longo da faixa desejada de potencial aplicado, então adquira outro espectro no potencial inicial para avaliar a reversibilidade do processo de interesse redox. Posteriormente, corrija os valores potenciais, utilizando CV, como descrito anteriormente.

Espectro diferencial de RI, extraído durante a eletropolimerização de uma hidrazona à base de triphenilamina, derivado com grupos de vinil reativos, mostrou maior transmissão em cerca de 16centos inversos, indicando a perda de alguns dos monômeros conjugados de duplas ligações durante a eletropolymerização. As mudanças na transmissão entre 675 e 900 centímetros inversos indicaram a perda de sinal de IR, de benzeno monosubstituído, e um novo sinal de IR do benzeno destituído. Isso sugeriu um mecanismo de eletropolimerização envolvendo uma reação entre os grupos de vinil, e os anéis de benzeno monosubstituídos.

A espectroscopia de ramen de uma película polianilina depositada em um eletrodo de ouro, eletgrafada com anolyne, mostrou bandas características da forma leucoemeraldina no ponto de partida potencial de zero milvolts. Quando o potencial aplicado aumentou além do primeiro par de redox de polianilina, foram observadas bandas indicando uma transição para a estrutura de polianilina semiquinona. O aumento do potencial aplicado para além do segundo casal redox resultou em maior intensidade da característica da banda do anel quinoid desprotegido, e diminuição da intensidade de uma banda característica do radical semi-quinone.

Isso indicou que a polianilina havia transitado para a forma pernigraniana. Essas técnicas abriram caminho para pesquisadores do campo da eletrônica orgânica explorarem mudanças estruturais adquiridas durante os processos redox, estimarem a qualidade das camadas individuais, investigarem a durabilidade do sistema durante ciclos múltiplos de redução de oxidação ou estudarem a difusão em estruturas multicamadas. Ao tentar este procedimento, lembre-se que algumas vibrações moleculares podem estar ativas apenas na espectroscopia de IR ou ramen, tornando-as complementares umas às outras.

Os melhores resultados são obtidos quando as mudanças envolvem grupos ativos na técnica que está sendo utilizada. Não se esqueça que trabalhar com solventes orgânicos pode ser extremamente perigoso. As precauções apropriadas devem ser tomadas sempre durante este procedimento.