Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

استخدام فولتاميتري دوري، والأشعة فوق البنفسجية-Vis-قوائم الجرد الوطنية، والجيش الشعبي الثوري سبيكترويليكتروكهيميستري لتحليل المركبات العضوية

Published: October 18, 2018 doi: 10.3791/56656
Automatic Translation
1, 1, 1,2,3
1Faculty of Chemistry, Department of Physical Chemistry and Technology of Polymers, Silesian University of Technology, 2Department of Physics, Durham University, 3Center of Polymer and Carbon Materials of the Polish Academy of Sciences

Summary

في هذه المقالة، نحن تصف الكهروكيميائية، الإلكترون الرنين باراماجنيتيك، وأساليب سبيكترويليكتروكهيميكال الأشعة فوق البنفسجية-المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء لتحليل المركبات العضوية للتطبيق في مجال الإلكترونيات العضوية.

Abstract

دوري فولتاميتري (CV) أسلوب يستخدم في تحليل المركبات العضوية. عند دمج هذه التقنية مع الإلكترون الرنين باراماجنيتيك (EPR) أو سبيكتروسكوبيس (الأشعة فوق البنفسجية-Vis-نير) الأشعة فوق البنفسجية-المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء، نحصل على معلومات مفيدة مثل الإلكترون تقارب، إمكانية التأين، طاقات الفجوة في الفرقة، ونوع شركات الشحن، وتدهور من المعلومات التي يمكن استخدامها لتجميع الأجهزة الإلكترونية العضوية مستقرة. في هذه الدراسة، نقدم الكهروكيميائية وأساليب سبيكترويليكتروكهيميكال لتحليل العمليات التي تحدث في طبقات النشطة جهاز العضوي، فضلا عن شركات الشحن التي تم إنشاؤها.

Introduction

في جميع أنحاء العالم، تبحث باستمرار الباحثين عن المواد العضوية الجديدة التي يمكن استخدامها في مجال الإلكترونيات العضوية مع الأداء المرغوب فيه أو الاستقرار الذي يسقط بسبب التوسع في استخدام. في حالة الأجهزة العضوية، من المهم لفهم سلوك الناقل تهمة معرفة قواعد القيادة سلوك الجهاز تماما. تحليل أثر الجزيئية هيكل على توليد الناقل المسؤول وديناميات والمحافظة على التوازن مقابل حقن الناقلين، إيجابية (ثقوب) والسالبة (الإلكترونات)، أمر حاسم لتحسين الكفاءة والاستقرار الأجهزة العضوية. وهذا يضمن جزئ فعال من هذه التهم الفردية، ونتيجة لذلك تحسن كبير في كفاءة فوتولومينيسسينسي على ضوء العضوية التي تنبعث منها الثنائيات (OLEDs)1،2. 3،الضوئية العضوية (خفر السواحل)4 ، فضلا عن مجال العضوية تأثير الترانزستورات (أوفيتس)5،6، من الضروري أن لديها مواد مع ارتفاع رسوم التنقل الناقل. بالإضافة إلى تحليل تهمة الناقلين، العديد من المعلمات هامة من المواد العضوية اليكترواكتيفي تساعد في التنبؤ بحيث يمكن استخدام المواد: إمكانات التأين (IP) ومستويات الطاقة الإلكترون تقارب (EA) والفرقة-الفجوة بينهما7 ،،من89،10.

في هذا العمل، نحن نقدم وسيلة لقياس كفاءة فولتاميتري دوري (CV) التي يمكن استخدامها في تحليل جميع أنواع المواد اليكترواكتيفي. هذا الأسلوب يوفر معلومات حول خصائص الأكسدة والاختزال، إليه تعاطي المنشطات/ديدوبينج، والاستقرار، والتحويل وتخزين الطاقة، إلخ. كما أنه يسمح لتقدير الطاقة الإلكترون تقارب والتاين من المركبات الاختبار بكثير أرخص وأسرع طريقة مقارنة بالأساليب الأخرى فراغ عالية. ربط المعلمات المذكورة أعلاه مع مستويات الطاقة للمدار الجزيئي المحتلة (هومو) أعلى وأدنى المدار الجزيئي غير مأهولة (LUMO).

يمكن استخدام طريقة عرض في هذه المقالة لتحليل جميع أنواع المركبات مترافق مثل تلك مع الإلكترونات π الطابع في هياكلها. قد تكون مركبات مترافق الجزيئات الصغيرة مع سلاسل البوليمر كبيرة. يمكن أيضا أن الجزيئات الصغيرة مونومرات؛ وخلال رد الفعل الأولى يمكن أن تشكل مونومرات (الضوئية أو الكهروكيميائية أو الكيميائية) البوليمرات. في التطبيق الد، قيم مستوى الطاقة اللازمة لتمكين استخدام المضيف الصحيح للباعث في المنشط حرارياً تأخر النظام المضيف الضيف الفلورية (تادف) أو يمكن أن تقرر الذي يضاعف الطبقة المانحة يقبلون exciplex شكلت وما هي طبقات إضافية (إلكترون نقل طبقة (ETL)، ثقب نقل طبقة (هتل)، وطبقة حظر الإلكترون (أبل)، وثقب طبقة حظر (حبل)) سيكون ضروريا لتوليف مستقرة كفاءة اتهم متوازنة الأجهزة الد11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17-القياسات الكهروكيميائية إضافية تسمح لتحقيق التفاعلات الجانبية الممكنة أثناء عملية تدهور طبقة نشطة وتشكيل المحمول منخفضة تهمة الناقلين (بيبولارونس)18،19 20، ،،من2122.

اقتران الكهروكيميائية وسبيكترويليكتروكهيميكال أساليب تسمح لتحديد درجة أكسدة أو الحد من المركبات مترافق وعن التدهور المحتمل، هو أمر حاسم للاستقرار23 سهلة ودقيقة وموثوق بها , 24 , 25 , 26 , 27 , 28-التحليل الطيفي (الأشعة فوق البنفسجية-Vis-نير) الأشعة فوق البنفسجية-المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء إلى جانب كهربية يمكن توصيف الخصائص لوني الأساسية لجميع مركبات مترافق جديدة، مثل تغيير الفرقة الاستيعاب أثناء تعاطي المنشطات 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30.

في دراسة تتعلق بالآلية المنشطات، من المهم تحديد نوع شركات الشحن. في هذه العملية، فئتين من كواسيبارتيكليس تهمة المشاركة، واحدة بدون تعويض زيادة ونقصان (بولارونس)، ويجري الثاني دياماجنيتيك (بيبولارونس)؛ مطيافية إلكترون الرنين باراماجنيتيك (EPR) يوفر مساعدة لا تقدر بثمن، والذي يسمح أحد لمراقبة وتتبع التغيرات في السكان من بولارونس باراماجنيتيك29،،من3031،32 مباشرة . في جزيئات صغيرة، من الصعب أن النموذج بيبولارونس، ولكن هذه الجزيئات يمكن أن يكون مترافق تماما ولها خصائص حمل بيبولارون؛ من المهم معرفة ما إذا كان، والتي تتشكل بولارونس وبيبولارونس المحتملة في الهيكل. بيبولارونس أمر واحد على الأقل أقل في التنقل من بولارونس؛ ولذلك، إذا تشكلت بيبولارونس في عمل الأجهزة، ثم فإنه يمكن أن يؤدي إلى النسبة غير متوازنة بين الناقلين المسؤول، الذي سيؤدي الحالية العالية وارتفاع درجة حرارة الجهاز الد أو قد تكون هذه المراكز من تدهور33.

طريقة القياس المقترحة في هذه الدراسة هي رخيصة وأسرع ويسمح لتحديد المعلمات المنطوق الأكثر قيمة لعدد كبير من المواد اليكترواكتيفي دون الحاجة للأجهزة الخاصة التي تستند إلى حديثا توليفها مواد للتحقق من أدائها. عن طريق تطبيق كهربية وسبيكترويليكتروكهيميستري، من الممكن اختيار إحدى المواد التي تبشر بالخير حقاً من مئات مواد الجديدة. وباﻹضافة إلى ذلك، فمن الممكن الحصول على معلومات مفصلة بشأن العمليات تعاطي المنشطات وآثارها على التركيبة الكيميائية للاختبار مترافق الكهروكيميائية باستخدام نظم وأساليب سبيكترويليكتروكهيميكال، الذي يسمح بناء أكثر أجهزة الإلكترونيات العضوية الفعالة.

Protocol

1-التحضير للتجربة

  1. إعداد 25 مل من محلول اﻻلكتروﻻيت 0.1 متر.
    ملاحظة: اعتماداً على المركبات قيد التحقيق، استخدم الشوارد المختلفة الخليط من الملح العضوية والمذيبات: الأكثر شيوعاً الأملاح المستخدمة في تحليل الجزيئات العضوية تيترابوتيلامونيوم سداسي فلوروفوسفات (بو4صندوق التوفير الوطني6 ) أو رباعي فلوروبورات تيترابوتيلامونيوم (بو4NBF4)؛ المذيبات الأكثر شيوعاً المستخدمة في التحليل هي الميثان أو الاسيتو الانيتريل أو رباعي هيدرو الفوران.
    1. اختيار المذيب اﻻلكتروﻻيت استناداً إلى قابلية ذوبان المركبات الاختبار. ينبغي أن يكون التوصل إلى حل خلال التحقيق لكن تكون في حالة صلبة عند استخدام هذه المواد في صنع الجهاز، كطبقة رقيقة المودعة على سطح القطب العامل.
  2. تنظيف أقطاب كهربائية لاستخدامها في تجربة29.
    1. للقياسات الكهروكيميائية، استخدام قطب قرص البلاتين قطرها 1 مم كمسري العامل (نحن)، ولفائف البلاتين أو سلك كمسري المساعدين (AE)، ومسرى كلوريد الفضة/الفضة (Ag/AgCl) كمرجع مسرى (RE).
    2. لقياسات سبيكترويليكتروكهيميكال الجيش الشعبي الثوري، استخدام سلك البلاتين نحن، ولفائف البلاتين أو سلك كعبد اللطيف، وحج/AgCl كإعادة.
    3. لقياسات الأشعة فوق البنفسجية-Vis-نير سبيكترويليكتروكهيميكال، استخدم الكوارتز الإنديوم أكسيد القصدير (إيتو) أو أكسيد القصدير يخدر فلور (إرهابية) كما نحن، سلك البلاتين كعبد اللطيف، وقطب Ag/AgCl كإعادة.
    4. البولندية مسرى القرص البلاتين بفرك الجانب سلبي مسرى (منطقة عمل قطب البلاتين) على لوح الصقل مغطاة بالطين الألومينا ميكرومتر 1 لمدة 3 دقائق.
      1. شطف مسرى مع المياه لإزالة كافة عجائن من مسرى ونظيفة في حمام الموجات فوق الصوتية (320 ث، 37 كيلو هرتز) مع المياه لمدة 15 دقيقة.
      2. شطف الكهربائي باستخدام حقنه 1 مل مع الايزوبروبانول (3 × 1 مل) ثم مع الأسيتون (3 × 1 مل).
      3. استخدم منشفة ورقية لإزالة جميع المخلفات الصلبة والجافة في الجو لمدة 3 دقائق.
    5. تنظيف أقطاب إيتو وإرهابية مع المياه. مكان لهم في حمام الموجات فوق الصوتية (320 ث، 37 كيلو هرتز) في الأسيتون لمدة 15 دقيقة، ومن ثم في الايزوبروبانول للمقبل مدة 15 دقيقة.
    6. حرق أقطاب البلاتين، والأسلاك، والملفوف باستخدام شعلة غاز درجات حرارة عالية (> 1000 درجة مئوية) للحد الأدنى 1 كن حذراً! استخدام الملقط لعقد أقطاب كهربائية. انتظر لمدة 5 دقائق بعد حرق وقبل استخدام أقطاب كهربائية.
  3. تنظيف الخلايا الكهروكيميائية وسبيكترويليكتروكهيميكال (الشكل 1) مع الماء ومن ثم مع الأسيتون. استخدم منشفة ورقية لإزالة جميع المخلفات الصلبة. تنظيف جميع العناصر الأخرى (PTFE أجزاء ca.) مع الأسيتون وجاف في الهواء قبل الاستخدام.

2. تحليل السيرة الذاتية

  1. قم بتشغيل بوتينتيوستات والكمبيوتر.
  2. تعبئة خلية كهروكيميائية مع 1.5 مل الحل المنحل بالكهرباء ليتم تحليلها.
  3. وضع جميع الأقطاب الثلاثة (نحن، عبد اللطيف، والطاقة المتجددة) في خلية (غطاء للخلية مجهز بحامل القطب PTFE، لذا وضعت أقطاب من خلال الثقوب في هذا الحامل) وتوصيله بوتينتيوستات. الحفاظ نحن وإعادة اعتبارها قريبة من بعضها البعض قدر الإمكان (الشكل 1). اتبع العام معلومات الاتصال لكل سلك بوتينتيوستات إلى القطب كل منها.
  4. إذا لزم الأمر (على سبيل المثال من خلال تحليل الحد)، وضع الأنابيب الأرجون (أو النيتروجين) (من خلال ثقب إضافية في حامل القطب) وبدء محتدما الحل لمدة 5 دقائق على الأقل. بعد ذلك، نقل أنابيب الأرجون (أو النيتروجين) فوق مستوى الحل والحفاظ على تدفق الغاز يستخدم للقياس.
    ملاحظة: الخلية تبدو مغلقة ولكن لا يمكن أن يكون تماما مانعة للتسرب؛ ولذلك، يجب أن تكون طريقة لإزالة كمية زائدة من الغاز من الخلية المتاحة (مثلاً.، بحفرة صغيرة إضافية في حامل القطب). يعتمد الضغط على الأنابيب المستخدمة؛ تعيين الضغط عالية كما هو مطلوب لضبط تدفق الغاز بطيئة. إذا كان يتم استخدام مذيب متقلبة للغاية في هذه التجربة (مثل الميثان) أو التجربة هو وقتاً طويلاً (أكثر من 30 دقيقة)، ثم استخدم زجاجة دريتشسيل تشبع غاز الأرجون (أو النيتروجين) مع المذيبات المستخدمة في القياس.
  5. قم بتشغيل برنامج بوتينتيوستات واختر الإجراء السيرة الذاتية واستخدام الإعدادات التالية: ابدأ إمكانات 0.00 الخامس، وإمكانات الذروة العليا من 2.0 V، وانخفاض إمكانات الذروة 0.00 الخامس (إذا كان التحقيق في عملية الحد من، ثم احتمال ذروة أقل من −2.5 الخامس)، وقف إمكانات 0.00 الخامس، عدد من وقف عبور 6، وتفحص معدل 0.05 V/s.
    1. في المقطع بيانات التصدير ASCII، تعرف اسم الملف واختر مجلد الذي تريد حفظ البيانات الموجودة في وتضغط على الزر ابدأ (إنقاص أو زيادة إمكانات الذروة السفلي والعلوي لتناسب الإطار الكهروكيميائية أو العينة النشاط الكهروكيميائية)
  6. إذا كانت أي قمم مرئية في نطاق الإيجابية المحتملة، ثم كرر الإجراء التنظيف. إذا لم يكن هناك ذروة في نطاق السلبية المحتملة، ثم وضع الأنابيب الأرجون (أو النيتروجين) في الحل وابدأ محتدما لمدة 5 دقائق إضافية.
  7. إضافة قطره فيرسين 1 ملم (في المذيبات المستخدمة في إعداد الكهرباء) في حل المنحل بالكهرباء باستخدام المحاقن.
  8. تعيين إمكانية بدء 0.00 الخامس، الذروة العليا المحتملة إلى 0.85 الخامس، الذروة أقل المحتملة إلى 0.00 الخامس، وإمكانية إيقاف 0.00 الخامس، عدد وقف عبور إلى 10، وأن معدل المسح الضوئي إلى 0.05 V/s. في المقطع بيانات التصدير ASCII، تغيير اسم الملف وتضغط على الزر ابدأ .
  9. بعد القياس، تنتهي بتكرار إجراءات التنظيف كما هو مذكور في خطوات 1.2 و 1.3.
  10. إعداد 4 مل اختبار 1 مم مركب في الكهرباء استعداد (الخطوة 1، 1).
  11. تعبئة الخلايا الكهروكيميائية بحل اختبار مركب (1.5 مل)؛ وضع جميع الأقطاب الثلاثة في خلية والاتصال بوتينتيوستات (الخطوة 2، 4). للتحقيق في عملية الحد من، قم بإزالة الأوكسجين (الخطوة 2، 5).
  12. تعيين البدء المحتملة إلى 0.00 الخامس، الذروة العليا المحتملة إلى 0.50 الخامس (أو 0.00 الخامس في حالة التحقيق في عملية الخفض)، الذروة أقل المحتملة إلى 0.00 الخامس (−0.50 V في حالة التحقيق في عملية الخفض)، وإمكانية إيقاف 0.00 الخامس ، عدد وقف عبور إلى 10، وأن معدل المسح الضوئي إلى 0.05 V. في المقطع بيانات التصدير ASCII، تغيير اسم الملف وتضغط على الزر ابدأ .
  13. كرر الخطوة 2.13 بزيادة إمكانات الذروة العليا (أو تناقص إمكانات الذروة السفلي) من 0.1 V حتى ذروة التسجيل (الشكل 2a). إذا هو إزاحة التفحص المتعاقبة في إمكانات (الشكل 2)، ثم تنظيف RE وتترك في الحل المنحل بالكهرباء. ثم، كرر القياس.
  14. قياس عمليات الأكسدة والحد في نفس السيرة الذاتية لتحديد الملكية الفكرية وعصام: تعيين إمكانية بدء 0.00 الخامس وإمكانات الذروة العليا إلى 1.00 الخامس وإمكانات الذروة السفلي −2.70 الخامس وإمكانية إيقاف إلى 0.00 ف اختيار الأخضر العلوي والسفلي ت المحتملة بطريقة أن يسجل الحد الكامل وأكسدة قمم ويتجنب اتخاذ مزيد من الخطوات الأكسدة والاختزال (في حالة وجود أي) (الشكل 2 أ).
    ملاحظة: تقدير الملكية الفكرية وعصام بقياس بداية المحتملة. هناك عدة طرق لحساب هذه المعلمات من السيرة الذاتية ولكن الأكثر فائدة لحساب استخدام بداية المحتملة. في بعض الأحيان، من غير الممكن مراقبة الزوجين الأكسدة عكسها، خاصة بالنسبة n و p المنشطات. خلط من اثنين من التقنيات المختلفة أيضا غير مرغوب فيها كما أنها قد توفر نتائج خاطئة واستنتاجات.
    1. لقياس بداية المحتملة، وضع علامة على الخط المماس إلى ذروة السيرة الذاتية (الشكل 3). حساب القيم المطلوبة من احتمال ظهور الحد أو عملية الأكسدة باستخدام المعادلات (معادلات 1 و 2)10،،من1819،،من3637 , 38.
      Equation 1(1)
      حيث Equation 2 هو بداية الأكسدة المحتملة معايرة مع فيروسيني*
      Equation 3(2)
      حيث Equation 4 هو بداية إمكانية الحد من معايرة مع فيرسين*
      * إمكانية معايرة مع فيرسين يعني أنه هو تخفيض القيمة المحتملة من القياس بإمكانات أكسدة فيرسين.
  15. سحب الأقطاب، ومن أجل حل الاختبار في حاوية النفايات السليم.
  16. كرر الإجراء التنظيف (خطوات 1.2 و 1.3).
  17. كرر الخطوات من 2.9 – 2.12 مع 0.25 و 0.10 0.20 معدلات المسح V/s.
  18. أضف قطره واحدة من فيرسين 1 ملم (في المذيبات المستخدمة في إعداد الحل اﻻلكتروﻻيت) لاختبار الحل باستخدام المحاقن. تعيين إمكانية بدء 0.00 الخامس، الذروة العليا المحتملة إلى 0.60 الخامس، إمكانات الذروة السفلي إلى 0.00، وإمكانية إيقاف 0.00 الخامس، عدد وقف عبور إلى 6، ومعدل المسح الضوئي إلى 0.05 ف دفع الزر ابدأ . بعد الانتهاء من القياس، تغير الذروة العليا المحتملة إلى قيمة تسجيلات للزوجين فيرسين مع أول ذروة الأكسدة اختبار المركب.
  19. سحب الأقطاب، ومن أجل حل الاختبار في حاوية النفايات السليم.
  20. إذا اليكتروبوليميريزيشن يحدث أثناء الأكسدة الكهروكيميائية، غسل نحن بعناية مع الحل المنحل بالكهرباء باستخدام المحاقن (3 ´ مل 0.5). تنظيف RE، وعبد اللطيف، وخلية كهروكيميائية تستخدم الإجراء القياسي (خطوات 1.2-1.3).
  21. للتحقيق في المنتجات الكهروكيميائية المودعة في أننا، تابع إلى الخطوة 2.23. للتحقيق في التوصل إلى حل، تابع إلى الخطوة 1.2.1 والبدء مرة أخرى من الخطوة 2، 3.
  22. تعبئة الخلية الكهروكيميائية بحل المنحل بالكهرباء. وضع جميع الأقطاب الثلاثة في خلية ثم قم بتوصيلها بوتينتيوستات (الخطوة 2، 4). للتحقيق في عملية خفض، ديوكسيداتي الحل (الخطوة 2، 5).
  23. كرر الخطوات من 2، 10 – 2.12 وثم الخطوة 2.16.

3-الأشعة فوق البنفسجية-Vis-نير سبيكترويليكتروكهيميكال التحليل

  1. إعداد القياس
    1. قم بتشغيل المطياف وبوتينتيوستات.
    2. تعبئة الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال مع 0.5 مل من محلول اﻻلكتروﻻيت (الخطوة 1، 1).
    3. وضع ختم PTFE على جانب واحد من الخلية؛ ثم وضع مسرى إيتو إلى الخلية في هذه الطريقة أن يكون جانب موصلة القطب لمس ختم PTFE. وضع بقية أجزاء PTFE كما هو مبين في الشكل 1. وضع إعادة وعبد اللطيف من خلال صاحب القطب PTFE وتغطية الجانب العلوي من مسرى إيتو مع رقائق النحاس كما هو مبين في الشكل 1 للتوصيل أفضل.
      1. وضع الخلية المجتمعون في حامل والمطياف وتوصيل جميع الأقطاب بوتينتيوستات. اتبع العام معلومات الاتصال لكل سلك بوتينتيوستات إلى القطب كل منها.
    4. قم بتشغيل البرنامج بوتينتيوستات ومطياف.
    5. في برمجيات مطياف، اختر ملف | جديد | امتصاص القياس.
    6. اختر أحد أجهزة الكشف المسرودة.
    7. تأكد من أن الزر على الكشف في موقف "فتح". ثم انقر على المصباح متوهجة؛ إغلاق الكاشف (نقل الزر إلى موقف مغلقة)، وثم انقر على المصباح المظلم.
    8. حدد الجهاز الثاني وكرر الخطوة 3.1.7.
    9. إعادة أقطاب من بوتينتيوستات وسحب أقطاب كهربائية وعناصر أخرى من الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال.
    10. كرر إجراءات التنظيف (خطوات 1.2 و 1.3).
    11. تعبئة الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال مع المخفف الحل (1´10−5 M) اختبار المركب في حل المنحل بالكهرباء إذا كان اختبار جزيء صغير. تعبئة الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال بالكهرباء حالة اختبار في الطبقة (أوليجوميريك) البوليمر المودعة في مسرى إيتو.
    12. تجميع الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال (الخطوة 3.1.3).
    13. انقر فوق حفظ.
    14. حدد أحد أجهزة الكشف المسرودة.
    15. تحديد الحفظ موقع واسم الملف (وتشمل الكاشف المحدد).
    16. حدد الجهاز الثاني وكرر الخطوة 3.1.15.
  2. تحليل بوتينتيوستاتيك18.
    1. تطبيق محتملة محايدة (أي، 0.00 الخامس). وسيكون هذا الطيف الأطياف الانطلاق. زيادة إمكانات 0.1 V وانتظر ca. 10 ق حتى تستقر العملية وسجلات امتصاص الأطياف (الخطوات 3.1.13–3.1.16). مواصلة قياس التغيير الأول في أطياف الأشعة فوق البنفسجية-Vis-قوائم الجرد الوطنية؛ انتظر 10 s وحفظ ثم الأطياف (الخطوات 3.1.13–3.1.16).
    2. زيادة إمكانات 0.05 الخامس؛ انتظر لمدة 10 ق وحفظ (الخطوات 3.1.13–3.1.16).
    3. كرر 3.2.2 حتى تحقيق إمكانية إمكانيات الأكسدة الأولى أو الثانية (تعرف هذه الإمكانات من قياس السيرة الذاتية)؛ ثم عكس الإمكانيات وانتقل مرة أخرى إلى إمكانية الانطلاق.
  3. عندما يتم الانتهاء من القياسات، وقياس السيرة الذاتية لحل الاختبار. إضافة فيرسين 1 مم (10 ميكروليتر) وقياس السيرة الذاتية مرة أخرى. قيمة فيروسيني وسيساعد تقدير إمكانات عملية وتوحيد البيانات.
  4. ويقدم هذا التحليل المعلومات المتعلقة بالفجوة الفرقة البصرية، والحد الأقصى للطول الموجي من الدول أوندوبيد ومخدر، ونقاط إيسوسبيستيك العملية الكهروكيميائية. حساب الفرقة البصرية-الثغرات من القيم بداية من عصابات π-π* في أطياف الأشعة فوق البنفسجية-مقارنة واستخدام المعادلة 318،19،،من2324.
    Equation 5(3)
    حيث h ثابت بلانك الشعبية، λبداية ظهور امتصاص المركب، و c هي سرعة الضوء في الفراغ.
  5. حل وقت التحليل بوتينتيستاتيك19،،من3233
    1. إعداد قياس مشابهة للطريقة الموضحة في 3.1.1–3.1.16 ووضع الأنابيب الأرجون (أو النيتروجين) (من خلال ثقب إضافية في حامل القطب) ومحتدما دقيقة الحل 5 على الأقل قبل القياس. بعد ذلك، نقل أنابيب الأرجون فوق مستوى الحل والحفاظ على تدفق الغاز يستخدم للقياس.
    2. تشغيل البرنامج بوتينتيوستات, اختر الإجراء الذي تشرونوامبيروميتري مع الإعدادات التالية: إمكانية بدء إمكانية 0.00 الخامس، إمكانات العلوي إلى 1.0 V، وقدرة أقل على −1.00 الخامس، مدة 5 ق، وقت الفاصل الزمني ك 0.010 s، وعدد من تكرار إلى 10، وتأخير الوقت إلى 10 ق. في المقطع بيانات التصدير ASCII، تعرف اسم الملف واختيار مجلد لحفظ البيانات.
    3. في برمجيات مطياف، اختر ملف | جديد | عالية السرعة اقتناء. سوف تظهر نافذة جديدة؛ قم بإعداد المعلمات التالية: "الوقت التكامل" – 10 مللي ثانية، بمسح لمتوسط – 1، ورث Boxcar – 0, "عدد فحص" – 10000. لا تنقر فوق الزر انتقال .
    4. في برنامج "بوتينتيوستات"، اضغط على زر ابدأ . عندما يسقط العد التنازلي إلى 1 ثانية، اضغط على زر الذهاب في برمجيات مطياف.
    5. لاحظ أن ليس من الممكن أن نرى نتائج الاستيعاب حتى تنتهي العملية.
    6. تحليل البيانات لتوفير معلمات. استخدام المعلومات المحفوظة في الملف هذه منافذه الحالية والجهد، والكثافة الحالية لتوفير معلمات العامل:
      1. حساب الكثافة البصرية (ΔOD)، امتصاص الاختبار المجمع أثناء تناول المنشطات (ديدوبينج) مع 4 المعادلة:
        Equation 6(4)
        حيث Tب منافذه في النموذج مخدر والدولة "بليتش" [%] و Tc منافذه في شكل أوندوبيد، ودولة "ملونة" [%].
      2. حساب "كفاءة التلون" (CE, η)، مقدار اللون electrochromic شكلت بمقدار المستخدمة من تهمة والاتصال بين المسؤول عن حقن/إخراج كدالة للمجال الكهربائي (سد)، والتغير في الكثافة البصرية (ΔOD) القيمة في موجه محددة (λmax) مع المعادلة 5. تعتمد قيمتها على الطول الموجي المختارة للدراسة، حيث يتم قياس القيمة في λmax الفرقة الاستيعاب البصري للدولة الملونة.
        Equation 7(5)
        حيث ΔOD الكثافة البصرية [--] وهو سد كثافة الاتهام [ج/سم2].
      3. حساب التباين نسبة (الجمهورية التشيكية)، قياس كثافة تغير اللون أثناء تعاطي المنشطات الكهروكيميائية ويتميز عادة ب λmax النموذج الملونة مع 6 المعادلة:
        Equation 8(6)
        حيث تيب منافذه في شكل مخدر والدولة "بليتش" [%] Tc منافذه في شكل أوندوبيد، والدولة "الملونة" [%].

4-الجيش الشعبي الثوري سبيكترويليكتروكهيميكال التحليل

  1. إعداد القياس
    1. قم بتشغيل والمطياف وبوتينتيوستات.
    2. تعبئة الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال بالكهرباء (الخطوة 1، 1).
    3. مجموعة سلطة 1 ميغاواط وتصل قيمتها جهاز رنان لتحقيق إشارة حادة، وتركزت في تراجع Q (استخدام الخيار autotuned).
    4. تعيين علامة مينيسوتا (المنغنيز القياسية) إلى 600 وإغلاق النافذة فتراجع. إذا لم يكن هناك لا علامة Mn، ثم تخطي هذه الخطوة والانتقال إلى الخطوة 4، 8.
    5. تعيين "اكتساح ± العرض" إلى 2.5´ 10 طن متري، "عرض وزارة الدفاع ±" إلى 1.0´0.1 طن متري، "السعة" إلى 5´100، "وقت ثابت" إلى 0.03 s، و "مركز الحقل" القيمة إلى ca. 338 مليون طن وبدء القياس.
    6. في حالة عدم تسجيل ستة خطوط طيفية علامة Mn، قم بتغيير قيمة "مركز الحقل".
    7. عند تسجيل ستة خطوط طيفية Mn علامة (الشكل 4)، قم بتعيين قيمة حقل "مركز" بين الخط الثالث والرابع وإنقاص قيمة "اكتساح العرض ±" إلى قيمة التي تغطي فقط هذين الخطين. بدء القياس مرة أخرى.
    8. الانتقال إلى الخيار Q-Dip، تعيين علامة مينيسوتا إلى 0، وإغلاق إطار Q-تراجع.
    9. قياس اﻻلكتروﻻيت نقية الخلفية ومعرفة ما إذا كان هناك أي إشارات. إذا كانت الإشارات مرئية، قد تكون الإشارة من التلوث، منخفضة أكسدة المركبات المحتملة، أو من الزجاج.
    10. تنظيف الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال (الخطوة 1، 3).
  2. تحقيق جزيئات الصغيرة (الحلول).
    1. تعبئة الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال مع المخفف الحل (1´10−5 M) اختبار المركب في الكهرباء؛ وضع جميع الأقطاب الثلاثة عن طريق صاحب القطب إلى الخلية بهذه الطريقة حيث أن نحن وإعادة داخل دوامة عبد اللطيف (الشكل 1).
      1. وضع نحن القرب من الجزء السفلي من الخلية وإعادة في الجانب العلوي من النشط (المعادن لا تغطيها PTFE) جزءا من نحن (الشكل 1). ضع الخلية مزودة قطب كهربائي داخل في تجويف عينة والمطياف وتوصيل كهربائي مع بوتينتيوستات (اتبع المعلومات المتعلقة بالاتصال لكل الأسلاك بوتينتيوستات إلى القطب في كل منهما).
    2. تطبيق إمكانات المقابلة لبداية أول ذروة الأكسدة والاختزال (قيمة معروفة من قياس السيرة الذاتية). إذا ظهر إشارة، ثم المعدات التي يتم تعيين بشكل صحيح.
    3. الذهاب إلى خيار Q-Dip، تعيين علامة مينيسوتا إلى 600 وإغلاق الإطار Q-تراجع وبدء القياس. تسجيل الإشارات مع إشارة علامة Mn يسمح حساب ز-عامل وردت إشارة.
    4. الذهاب إلى خيار Q-Dip، تعيين علامة مينيسوتا إلى 0، وإغلاق الإطار Q-تراجع، والانتظار ca. 5 دقيقة.
    5. تعيين قيمة حقل "مركز" في مركز الإشارة، وانخفاض قيمة "اكتساح العرض ±" إلى قيمة التي تغطي الإشارة، ولكن لا تقطع في بداية ونهاية إشارة (عندما يتم تغيير "اكتساح ± العرض"، إشارة كامل الاختيار)، وانخفاض قيمة "m od ± عرض "للحصول على الأطياف حل جيد.
    6. إذا كانت الإشارة صغيرة، قم بزيادة قيمة "السعة" و "وقت" (شراء) للقياس.
    7. لإنقاص إشارة إلى نسبة الضوضاء، تعيين اقتناء 4 أو 9 أو 16 اعتماداً على كيفية صاخبة الإشارة. إذا كانت الإشارة صاخبة جداً، حدد 16.
  3. التحقيقات طبقة البوليمر المودعة على السطح نحن.
    1. تعبئة الخلية سبيكترويليكتروكهيميكال مع حلاً اﻻلكتروﻻيت (الخطوة 1، 1).
    2. وضع أقطاب في الخلية. احرص على عدم تدمير طبقة البوليمر على نحن. الاتصال الكهربائي مع بوتينتيوستات (الخطوة 4.2.1).
    3. تطبيق إمكانات محايدة (أي 0.00 الخامس) للتأكد من أن المجمع في دولة محايدة؛ وسيكون هذا الطيف الأطياف انطلاق الجيش الشعبي الثوري.
    4. زيادة إمكانات 0.10 الانتظار ف ca. 10 ق حتى تستقر العملية وتسجيل الأطياف الجيش الشعبي الثوري.
    5. كرر الخطوة 4.3.4 عند ظهور إشارة الجيش الشعبي الثوري.
    6. زيادة الإمكانات 0.05 الانتظار ف ca. 10 ق حتى تستقر العملية وتسجيل الأطياف الجيش الشعبي الثوري.
    7. كرر الخطوة 4.3.6 حتى الأولى أو الثانية أكسدة إمكانات تحقيق وهلم جرا (القيم من هذه الإمكانات معروفة من قياس السيرة الذاتية)؛ ثم عكس الإمكانيات والعودة إلى بدء المحتملة.
    8. تطبيق الإمكانات التي ظهرت إشارة في الدورة السابقة (4.3.5)، تذهب الجيش الشعبي الثوري في خيار Q-Dip، تعيين علامة مينيسوتا إلى 600 وإغلاق النافذة فتراجع وبدء القياس. تسجيل الإشارات مع السطر الثالث والرابع طيفية Mn علامة (4.1.7).
  4. عندما يتم الانتهاء من القياس، تحليل البيانات.
  5. بعض التحليل مثل يمكن فقط تنفيذ عدد من الدورات للمركبات المودعة (البوليمرات غير قابلة للذوبان) على نحن. لحساب عدد يدور، مزدوج--دمج إشارة الجيش الشعبي الثوري، تليها مقارنة للحصول على قيمة مع معايرة Mn الداخلية القياسية. حساب العدد من تكرار وحدات تشكيل البوليمر على مسرى استخدام المعادلة 724،،من3233:
    Equation 9(7)
    حيث lمير – عدد تكرار الوحدات في البوليمر، Qبوليم هو المسؤول عن البلمرة F هو ثابت فاراداي و NA هو عدد أفوجادرو.
  6. لحساب تهمة تناول المنشطات، استخدم السيرة الذاتية المودعة البوليمر المسجلة في خلية سبيكترويليكتروكهيميكال قبل القياس الجيش الشعبي الثوري، باستخدام المعادلة 8:
    Equation 11(8)
    حيث سد هو المسؤول عن المنشطات، هو الحالي ، ه هو مجموعة المحتملة، ه0 هو احتمال انطلاق و الخامس هو معدل المسح الضوئي ه هو المسؤول عن عنصري.
  7. استخدام تهمة تناول المنشطات محسوب لحساب مستوى المنشطات، باستخدام المعادلة 9:
    Equation 12(9)
    حيث ∆D-المنشطات المستوى، سد بتهمة تناول المنشطات، و لمير – عدد تكرار الوحدات في البوليمر
  8. لحساب عدد بيبولارونس، تفترض المساواة مستوى تناول المنشطات أولى إلى الصفر. استخدام عدد بولارونس كل وحدة من تركيز يدور، حيث ينبغي أن تحسب عدد بيبولارونس باستخدام معادلة 10- في العمليات الحسابية، نفترض أن المبلغ الأولى من بيبولارونس هو الصفر وأن فارادايك الحالي أعلى بكثير من أن التيار غير فارادايك.
    Equation 14(10)
    حيث zأنا هو رسوم الناقل مقابل عنصري، niهو عدد شركات الطيران مقابل كل وحدة البوليمر (ف) هو بولارونس و (ب) هو بيبولارونس.
  9. استخراج ز-عامل القيمة من الأطياف الجيش الشعبي الثوري. تحديد استخدام مينيسوتا كمعيار داخلية (الخطوات 4.2.3 و 4.3.8)، مع العلم أن السطر الرابع المنغنيز في أنه لديه ز-عامل 2.03324. حساب عرض خط إشارة الجيش الشعبي الثوري كالمسافة في النقل المتعدد الوسائط بين الحد الأدنى والحد الأقصى من إشارة الجيش الشعبي الثوري. هذه القيمة مهمة لأنه قد أخبر حيث تتشكل الجذور (في أي ذرة).

Representative Results

تطبيق تحليل السيرة الذاتية الأكثر شيوعاً هو تقدير للملكية الفكرية وعصام. على الرغم من أن هناك عدة طرق للحصول على بيانات السيرة الذاتية، فإنه ينصح بشدة لحسابها استناداً إلى ظهور قمم الأكسدة والاختزال (الشكل 3). ويسمح هذا النهج توحيد الإجراء الحساب. ليس كل من المواد التي تم اختبارها الخضوع لعمليات الأكسدة/الحد عكسها (الشكل 3)؛ في مثل هذه الحالات، فإنه لا يمكن حساب استناداً إلى متوسط الإمكانات (متوسط من إمكانيات تتوافق مع أقصى قدر قمم الكاثودية الحد وأكسدة انوديك). ومع ذلك، من الممكن دائماً تقريبا لتشغيل المماس إلى ذروة كما هو مبين في الشكل 3. بالتقاطع مع خط الخلفية واستخدام المعادلات 1 و 2، وتقدر قيم الملكية الفكرية وعصام 5.35 eV و −2.90 eV، على التوالي. وهناك أيضا عدة جداول مختلفة تستخدم لتقييم الملكية الفكرية وعصام استناداً إلى قياسات السيرة الذاتية. الأكثر شيوعاً جداول للمواد العضوية هي −4.8 و −5.1 eV كمكافئ إلى 0.00 الخامس مقابل قطب الهيدروجين العادي (نة). ومع ذلك، كل من الجداول فقط تقريبي؛ تذكر هذا عند مقارنة نتائج مختلفة. الشيء الحاسم للدولة واعتبرت ما معلمات لإجراء العمليات الحسابية. وفي هذه الحالة، −5.1 قيمة eV قد تم اختياره كما أنه ينبغي أن تتوافق مع إمكانات رسمية للزوجين الأكسدة فيرسين؛ في مقياس فيرمي، من 0.40 الخامس مقابل القطب كالومل المشبعة (SCE) في الاسيتو الانيتريل، الذي يتفق مع القياس السابقة.

وهناك العديد من المقالات التي نشرت بشأن تحليل عام هنا، نعرض عند العملية لن تكون كما من المتوقع. ويستند التحليل مشتق ثيوفين: نتفث (الهيكل المبين في الشكل 4)، الذي يخضع للتدهور عند أكسدة (الشكل 5).

نتفث تمتلك إمكانات الأكسدة اثنين: الأول في 0.70 الخامس والثاني في 0.84 الخامس (الشكل 5). خلال الدورة الأولى، ذروة الحد لا يحترم، يشير إلى عملية لا رجعة فيها. إظهار الخصائص الكهروكيميائية نتفث أن البلمرة لا يحدث وبعد أكسدة الأولى المحتملة، ودائع بعض الطبقة الكهربائية الخاملة لنواتج التفاعل على سطح القطب، مما أعاق عملية البلمرة. ما هو واضح هو رد فعل مع الأيونات الموجبة جذرية على رباط الفينيل، حيث يفقد الجزيء، dimers الاقتران والنموذج على مسرى.

بينما من الصعب استخلاص معلومات عن شركات الشحن من السيرة الذاتية، فمن الممكن أن نميز بين بولارونس وبيبولارونس عندما تدعمها من مطياف الأشعة فوق البنفسجية-Vis-قوائم الجرد الوطنية. بولي محايدة (Oiبرتي) اتسم باثنين واسعة امتصاص π | π * انتقالات الفرق مع ماكسيما قمم في λmax1 = 363 نيوتن متر و λmax2 = 488 نانومتر، تتصل بشكل مشتقات بوليثيوفيني أوندوبيد العطرية. أثناء تعاطي المنشطات الأكسدة، يتم إنشاء نطاقات البولاروني وبيبولارونيك جديدة. وكشفت طيف الأشعة فوق البنفسجية بالنسبة التي حصل عليها خلال أكسدة بولي (Oiبرتي) تقليص الفرقة امتصاص البوليمر محايدة (300-550 نانومتر) (الشكل 6) جنبا إلى جنب مع تشكيل عصابة امتصاص الجديد (550-950 nm) من الكاتيونات جذرية من بيثيوفيني وف-فينيلينيفينيليني مع ماكسيما في 692 شمال البحر الأبيض المتوسط. نقطة إيسوسبيستيك لعملية الأكسدة كان يقع في 604 شمال البحر الأبيض المتوسط. ظهرت الفرقة بيبولارونيك بين 950 تقع شمال البحر الأبيض المتوسط، وشمال البحر الأبيض المتوسط 1700 بأقصى قدر في 1438 شمال البحر الأبيض المتوسط.

مطيافية الجيش الشعبي الثوري هو أسلوب يقوم بالكشف عن المواد مع إلكترون مزاوج، وهذا يشمل الجذور العضوية39. وهناك العديد من المعلمات التي يمكن أن تستخلص من الأطياف الجيش الثوري الشعبي، ولكن واحدة من الأكثر إثارة للاهتمام تقدير حيث يتم ترجمة الجذور. تمتلك الإلكترونات، مماثلة للبروتونات، تدور. عن طريق وضع إلكترون في حقل مغناطيسي خارجي، يمكن تقسيم تدور هذه طريقتين: موازية وأنتيباراليل للمجال المغناطيسي، إعطاء اثنين من مستويات الطاقة. ويعرف هذه الظاهرة ال40،تأثير زيمان41. في حالة الجذور العضوية، مزاوج الإلكترون يتفاعل ليس فقط مع المجال المغناطيسي الخارجي ولكن أيضا مع الأنوية المغنطيسية (الأنوية التي تدور غير صفرية؛ I≠0). عدد من مستويات الطاقة تتحول بالمساواة إلى 2 طاء + 1، حيث الأول هو عدد الكم تدور النواة التي يتفاعل الإلكترون مزاوج42. تفاعل الإلكترون مزاوج مع عدد أكبر من الأنوية المغنطيسية يؤدي إلى تقسيم آخر لمستويات الطاقة وهيكل هايبرفيني من الجيش الشعبي الثوري الأطياف تسجيل43 (الشكل 7).

للجزيئات حيث يتفاعل الإلكترون مزاوج مع عدد أكبر من النوى، السطر طيفية الفردية يمكن أن تتداخل، مما يؤدي إلى تسجيل إشارة واحدة، واسع44،45،46 (الشكل 8). وهذا نموذجي للبوليمرات مترافق، حيث أيون الجذري الذي تم إنشاؤه أثناء عملية الأكسدة والاختزال هو الطابع47،48.

المزيج من التحليل الطيفي الجيش الشعبي الثوري مع الطرق الكهروكيميائية يسمح توصيف تهمة الناقلين (أيون الراديكالية) التي تم إنشاؤها أثناء عملية الأكسدة، فضلا عن تحديد الآلية لهذه العمليات49،50 . إذا حل جيد (يتم فصل الذروة؛ لا في شكل ذروة واسعة واحدة) تسجل الأطياف، كما في حالة تخفيض الكهروكيميائية s-مشتقات تيترازيني (الشكل 7)، ثم تحليل هيكل هايبرفيني الأطياف ويؤدي إلى استنتاجات بشأن إضفاء الطابع المحلي على إلكترون مزاوج. طريقة واحدة لتحليل هذا النوع من الأطياف هو إجراء محاكاة مع البرامج الخاصة وتناسب محاكاة الأطياف مع واحدة تجريبية51. وهذا مفيد بشكل خاص عندما يكون هيكل هايبرفيني معقدة بسبب تفاعل الإلكترون مزاوج مع عدد كبير من البروتونات. ويشير إلى محاكاة الأطياف الجيش الشعبي الثوري (الخط الأحمر) في حالة المشتقة-تيترازيني sالموضح في الشكل 7، تفاعل الإلكترون مزاوج مع أربع ذرات النيتروجين من s-تيترازيني.

Figure 1
رقم 1: الكهروكيميائية والخلايا سبيكترويليكتروكهيميكال المستخدمة لقياس- ويعرض الشكل إعداد مخطط للخلايا الكهروكيميائية/سبيكترويليكتروكهيميكال باستخدام فولتاميتري دوري، الأشعة فوق البنفسجية-المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء (الأشعة فوق البنفسجية-Vis-الجرد)، والالكترون الرنين باراماجنيتيك (EPR) سبيكترويليكتروكهيميكال القياسات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2: مرجع فولتاميتري دوري (CV) COPO1 مركب المقاسة بشكل صحيح (أ) والسيرة الذاتية مع غير مستقرة المحتملة ديبينزوثيوفيني-S, S-ثاني أكسيد فيرسين (ب)52- ويوضح الشكل فولتاموجرامس دوري اثنين. (أ) يعرض بشكل صحيح تسجيل السيرة الذاتية و (ب) يدل فولتاموجرام المسجلة باستخدام قطب إشارة مع لا مستقر المحتملة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: فولتاميتري دوري (CV) من مجمع COPO1 في مجموعة واسعة من الإمكانيات. تقدير إمكانات ظهور الحسابات عصام والملكية الفكرية COPO1 المركبات52. EA = −2.90 eV والملكية الفكرية = 5.35 eV. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4. خط طيفية الجيش الشعبي الثوري ستة من المنغنيز القياسية. إشارة باراماجنيتيك من المنغنيز المستخدمة لمعايرة التحول إشارة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الرقم 5: دوري فولتاميتري (CV) من مجمع نتفث- دوري فولتاموجرامس من 15 ملم نتفث في م 0.1 بو4NBF4/CH3CN ومقارنة بالمعيار فيرسين تقديم عملية التدهور في القطب العامل. تفحص معدل 0.05 V/s: () اتخذ في نطاق −1.4 الخامس إلى 0.8 V، و (ب) في نطاق −1.4 الخامس إلى 0.9 ف الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 6
رقم 6: الأشعة فوق البنفسجية-المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء (الأشعة فوق البنفسجية-Vis-نير) سبيكترويليكتروكهيميستري مشتقات بولي (Oiبرتي). عرض تطور الفرقة الاستيعاب من خلال توليد تهمة الناقلين على هيكل البوليمر أطياف الأشعة فوق البنفسجية-Vis-قوائم الجرد الوطنية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 7
رقم 7: تحليل سبيكترويليكتروكهيميكال الجيش الشعبي الثوري مشتقات تيترازيني- (أ) هيكل s-تيترازيني المشتقة؛ (ب) تسجيل الأطياف الجيش الشعبي الثوري خلال الحد الكهروكيميائية s-تيترازيني مشتقات (الطيف محاكاة خط أحمر وخط تجريبي أسود). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 8
الشكل 8: الجيش الشعبي الثوري سبيكترويليكتروكهيميكال البولارون إشارة من البوليمر مترافق. أطياف الرنين باراماجنيتيك (EPR) إلكترون المسجلة خلال الخطوة الأولى من أكسدة البوليمر مترافق (أطياف الجيش الشعبي الثوري البولارون الأنواع). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 9
الشكل 9: فولتاميتري دوري (CV) فيرسين وديكاميثيلفيروسيني- مقارنة بين اثنين من المعايير الكهروكيميائية نقية والخليط تحول الإمكانات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

تقنيات كهروكيميائية وسبيكترويليكتروكهيميكال على لا قيود؛ واحدة ويمكن تحليل الحالة الصلبة والسائلة الحلول في طائفة واسعة من درجات الحرارة وغيرها من الشروط مع هذه التقنيات. الشيء المهم في جميع هذه الحالات أن يتم تحليل المواد والمركبات ضمن الإمكانات التطبيقية، وتكرار ظروف العالم الحقيقي لعمل الأجهزة الإلكترونية العضوية. والفرق الوحيد أنه في الكيمياء الكهربائية، ويلاحظ تشكيل تهمة الناقلين،.

الأساليب المقدمة هنا تظهر فائدة تحليل حاملات المشحونة المتولدة في المركبات العضوية التي ترتبط بقابليتها للتطبيق في مجال الإلكترونيات العضوية. وعلاوة على ذلك، التقنيات الكهروكيميائية وسبيكترويليكتروكهيميكال أرخص وأقل تشدداً من تلك الأساليب النموذجية المستخدمة في تحليل الناقل المسؤول، ولكن هناك بعض الخطوات الحاسمة والتعديلات على البروتوكول المطلوبة اعتماداً على النتائج التي تم الحصول عليها.

خلال توصيف الكهروكيميائية، تبدأ دائماً بتركيز معين. عند مقارنة مجموعة من المركبات، ثم جميع المواد حاجة إلى تركيز المولى نفسه. الأفضل هو البدء بتركيز 1 ملم والمتوسط 50/s مسح معدل كما هو مبين في البروتوكول في هذه الدراسة، إلا أنه لأمر جيد معرفة تركيز العينة على السلوك الملاحظ الكهروكيميائية. دائماً في محاولة لقياس الأشعة ثلاثة على الأقل. المسح الأولى والثانية تختلف عادة لأن ظروف البدء (توازن) مختلفة. الثانية والثالثة عمليات التفحص ينبغي أن تكون هي نفسها. إذا كان بالأشعة الثانية والثالثة هي نفسها، ثم هناك ربما ردود فعل الجانب لا ملاحظة في هذا النظام (الشكل 2a). يظهر ذروة جديدة في احتمال انخفاض في عملية أكسدة، تبين أن المواد الموصلة التي أودعت في نحن18،،من1924،25،،من2930 , 31 , 32-إذا كان ارتفاع ذروة أقل الزيادات في الأشعة المتتابعة، فربما كان البوليمر مترافق19المودعة18،،24،،من2529 , 30 , 31 , 32-إذا كان إنقاص جميع التيارات في فحص المتعاقبة، ثم أودع المنتج نونكوندوكتيفي من تدهور في مسرى. إذا كان من الملاحظ ذروة صغيرة جداً قبل الأكسدة الرئيسي أو الحد الأقصى (خاصة بالنسبة للبوليمرات)، ثم وهذا هو الأرجح تهمة-اعتراض عملية19،23،،من3134. إذا لوحظ ذروة ديدوبينج حادة جداً للأكسدة أو الحد، ثم هذا ربما ناجم عن تحلل هياكل بلورية في قطب تشكيلها من خلال عملية اليكتروكريستاليزيشن أثناء أكسدة35.

تحقق دائماً من سلوك الاختبار المجمع من قبل، أثناء وبعد قمم الأكسدة والاختزال. وهذا يعني أنه يجب تسجيل ثلاثة على الأقل بمسح السيرة الذاتية: مع العلوي (في حالة الأكسدة) أو انخفاض ذروة إمكانات أقل أو أعلى، على التوالي، ثم إمكانات الذروة كحد أقصى، مع إمكانات الذروة العليا أو السفلي مجموعة للضبط في ذروة الحد الأقصى، ومع أعلى ذروة إمكانات (الأكسدة) والسفلي (الحد) من إمكانات لأقصى حد الذروة. قد تختلف عملية الملاحظة وأحيانا العمليتين يمكن ملاحظة الذروة تحت واحدة نظرياً. قارن دائماً فولتاموجرامس دوري المجمعة للكهرباء (الخطوة 2، 6)، فيرسين (الخطوة 2.9)، والمجمع (الخطوة 2، 13)، وفيرسين مع المجمع (الخطوة 2.19)؛ وهناك العديد من القضايا أن تؤخذ في الاعتبار.

دائماً مقارنة الإشارات السيرة الذاتية الكهرباء واختبار المركب، إذا كان أي إشارات من الكهرباء مرئياً على فولتاموجرام دوري في المجمع المقاسة، ثم يجب تغيير الكهرباء سبب إطاره الكهروكيميائية منخفض جداً، أو المنحل بالكهرباء هو ملوثة. إذا كانت إشارة (الأكسدة والاختزال الزوجين) فيرسين (الخطوة 2.9) وفيرسين مع المجمع (الخطوة 2.19) في نفس الموضع، ثم كل شيء يتم تنفيذها بشكل صحيح. إذا غيرت القمم بين بعضها البعض، ثم تحقق من إعادة وتكرار القياس. إذا كانت الإشارة (الأكسدة، والحد، أو زوجين الأكسدة المحتملة) لاختبار المركب مع إضافة فيرسين (الخطوة 2.19) لها قدرة أعلى من مثيلة محض مجمع (الخطوة 2، 13)، ثم النظر في القيم (زوجين الأكسدة، والحد، أو الأكسدة المحتملة) من فولتاموجرام دوري لمجمع نقية. بسبب التحول مبلغ أعلى من فيرسين في الحل. عند ملاحظة عمليتي الأكسدة، العملية الأولى (الأكسدة أو الحد) الذي دائماً على نحن قد تؤثر على السطح نشطة؛ وهذا قد يؤدي إلى زيادة في إمكانات أكسدة العملية الثانية (الشكل 9).

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

الكتاب نعترف مع الامتنان الدعم المالي لمشروع "اكسسيلايت" "اكسسيبليكسيس ينبعث الضوء يقبلون المانحين من كمواد سهلة لخياط البرق الد فائقة الكفاءة" (H2020-مسكاً-أي تي-2015/674990) بتمويل من ماري Skłodowska-كوري الإجراءات في الإطار برنامج للبحوث والابتكارات "أفق-2020".

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Potentiostat Metrohm Autolab PGSTAT100
EPR JEOL JES-FA200
UV-Vis detector Oceanoptics QE6500
NIR detector Oceanoptics NIRQuest
Dichloromethane (DCM) Sigma-Aldrich 106048
Tetrabutylammonium tetrafluoroborate (Bu4NBF4) Sigma-Aldrich 86896
2-propanol, 99.9% Sigma-Aldrich 675431
Acetone, 99.9% Sigma-Aldrich 439126
Ultrasonic Bath Elma S30H
Tetrahydrofuran >99.9% Sigma-Aldrich 401757
ferrocene >98% Sigma-Aldrich F408
decamethylferrocene >97% Sigma-Aldrich 378542

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. O'Brien, D. F., Baldo, M. A., Thompson, M. E., Forrest, S. R. Improved energy transfer in electrophosphorescent devices. Applied Physics Letters. 74, 442-444 (1999).
  2. Chin, B. D., et al. Effects of interlayers on phosphorescent blue organic light-emitting diodes. Applied Physics Letters. 86, 133505-133507 (2005).
  3. Cardon, C. M., Li, W., Kaifer, A. E., Stockdale, D., Bazan, G. C. Electrochemical Considerations for Determining Absolute Frontier Orbital Energy Levels of Conjugated Polymers for Solar Cell Applications. Advanced Materials. 23, 2367-2371 (2011).
  4. Bang, A. -M., et al. A novel random terpolymer for high-efficiency bulk-heterojunction polymer solar cells. RSC Advances. 7, 1975-1980 (2017).
  5. Tybrandt, K., Kollipara, S. B., Berggren, M. Organic electrochemical transistors for signal amplification in fast scan cyclic voltammetry. Sensors and Actuators B: Chemical. 195, 651-656 (2014).
  6. Schaur, S., Stadler, P., Meana-Esteban, B., Neugebauer, H., Sariciftci, N. S. Electrochemical doping for lowering contact barriers in organic field effect transistors. Organic Electronics. 13, 1296-1301 (2012).
  7. Mullen, K., Scherf, U. Organic Light Emitting Devices: Synthesis, Properties and Applications. , Wiley-VCH. Weinheim. (2006).
  8. Monk, P. M. S., Mortimer, R. J., Rosseinsky, D. R. Electrochromism and Electrochromic Devices. , Cambridge University Press. Cambridge. (2007).
  9. Skotheim, T. A., Elsenbaumer, R. L., Reynolds, J. R. Handbook of Conducting Polymers. , Marcel Dekker. New York. (1998).
  10. Data, P., et al. Kesterite Inorganic-Organic Heterojunction for Solution Processable Solar Cells. Electrochimica Acta. 201, 78-85 (2016).
  11. Data, P., Pander, P., Okazaki, M., Takeda, Y., Minakata, S., Monkman, A. P. Dibenzo[a,j]phenazine-Cored Donor-Acceptor-Donor Compounds as Green-to-Red/NIR Thermally Activated Delayed Fluorescence Organic Light Emitters. Angewandte Chemie International Edition. 55 (19), 5739-5744 (2016).
  12. Jankus, V., et al. Highly Efficient TADF OLEDs: How the Emitter-Host Interaction Controls Both the Excited State Species and Electrical Properties of the Devices to Achieve Near 100% Triplet Harvesting and High Efficiency. Advanced Functional Materials. 24 (39), 6178-6186 (2014).
  13. Data, P., et al. Exciplex Enhancement as a Tool to Increase OLED Device Efficiency. Journal of Physical Chemistry C. 120 (4), 2070-2078 (2016).
  14. Dias, F. B., et al. The Role of Local Triplet Excited States and D-A Relative Orientation in Thermally Activated Delayed Fluorescence: Photophysics and Devices. Advanced Science. , (2016).
  15. Okazaki, M., et al. Thermally Activated Delayed Fluorescent Phenothiazine-Dibenzo[a,j]phenazine-Phenothiazine Triads Exhibiting Tricolor-Changing Mechanochromic Luminescence. Chemical Science. 8, 2677-2686 (2017).
  16. Data, P., et al. Efficient p-phenylene based OLEDs with mixed interfacial exciplex emission. Electrochimica Acta. 182, 524-528 (2015).
  17. Goushi, K., Yoshida, K., Sato, K., Adachi, C. Organic light-emitting diodes employing efficient reverse intersystem crossing for triplet-to-singlet state conversion. Nature Photonics. 6, 253-258 (2012).
  18. Data, P., Lapkowski, M., Motyka, M., Suwinski, J. Influence of heteroaryl group on electrochemical and spectroscopic properties of conjugated polymers. Electrochimica Acta. 83, 271-282 (2012).
  19. Data, P., Motyka, M., Lapkowski, M., Suwinski, J., Monkman, A. Spectroelectrochemical Analysis of Charge Carries as a Way of Improving Poly(p-phenylene) Based Electrochromic Windows. Journal of Physical Chemistry C. 119, 20188-20200 (2015).
  20. Enengl, C., et al. Explaining the Cyclic Voltammetry of a Poly(1,4-phenylene-ethynylene)-alt-poly(1,4-phenylene-vinylene) Copolymer upon Oxidation by using Spectroscopic Techniques. ChemPhysChem. 18, 93-100 (2017).
  21. Gudeika, D., et al. Hydrazone containing electron-accepting and electron-donaiting moieties. Dyes Pigments. 91, 13-19 (2011).
  22. Swist, A., Cabaj, J., Soloducho, J., Data, P., Lapkowski, M. Novel acridone-based branched blocks as highly fluorescent materials. Synthetic Metals. 180, 1-8 (2013).
  23. Data, P., Lapkowski, M., Motyka, M., Suwinski, J. Influence of alkyl chain on electrochemical and spectroscopic properties of polyselenophenes. Electrochimica Acta. 87, 438-449 (2013).
  24. Laba, K., et al. Electrochemically induced synthesis of poly(2,6-carbazole). Macromolecular Rapid Communications. 36, 1749-1755 (2015).
  25. Pluczyk, S., et al. Unusual Electrochemical Properties of the Electropolymerized Thin Layer Based on a s-Tetrazine-Triphenylamine Monomer. Journal of Physical Chemistry C. 120, 4382-4391 (2016).
  26. Blacha-Grzechnik, A., Turczyn, R., Burek, M., Zak, J. In situ Raman spectroscopic studies on potential-induced structural changes in polyaniline thin films synthesized via surface-initiated electropolymerization on covalently modified gold surface. Vibrational Spectroscopy. 71, 30-36 (2014).
  27. Laba, K., et al. Diquinoline derivatives as materials for potential optoelectronic applications. Journal of Physical Chemistry C. 119, 13129-13137 (2015).
  28. Enengl, S., et al. Spectroscopic characterization of charge carriers of the organic semiconductor quinacridone compared with pentacene during redox reactions. Journal of Materials Chemistry C. 4, 10265-10278 (2016).
  29. Data, P., et al. Electrochemically Induced Synthesis of Triphenylamine-based Polyhydrazones. Electrochimica Acta. 230, 10-21 (2017).
  30. Brzeczek, A., et al. Synthesis and properties of 1,3,5-tricarbazolylbenzenes with star-shaped architecture. Dyes Pigments. 113, 640-648 (2015).
  31. Data, P., Lapkowski, M., Motyka, M., Suwinski, J. Electrochemistry and spectroelectrochemistry of a novel selenophene-based monomer. Electrochimica Acta. 59, 567-572 (2012).
  32. Data, P., et al. Electrochemical and spectroelectrochemical comparison of alternated monomers and their copolymers based on carbazole and thiophene derivatives. Electrochimica Acta. 122, 118-129 (2014).
  33. Data, P., et al. Evidence for Solid State Electrochemical Degradation Within a Small Molecule OLED. Electrochimica Acta. 184, 86-93 (2015).
  34. Data, P., et al. Unusual properties of electropolymerized 2,7- and 3,6- carbazole derivatives. Electrochimica Acta. 1282, 430-438 (2014).
  35. Etherington, M. K., et al. Regio- and conformational isomerization critical to design of efficient thermally-activated delayed fluorescence emitters. Nature Communications. 8, 14987 (2017).
  36. Trasatti, S. The absolute electrode potential: an explanatory note. Pure and Applied Chemistry. 58, 955-966 (1986).
  37. Cardona, C. M., et al. Electrochemical Considerations for Determining Absolute Frontier Orbital Energy Levels of Conjugated Polymers for Solar Cell Applications. Advanced Materials. 23, 2367-2371 (2011).
  38. Bredas, J. -L. Mind the gap! Mater Horiz. 1, 17-19 (2014).
  39. Gerson, F., Huber, W. Electron Spin Resonance Spectroscopy of Organic Radicals. , (2003).
  40. Brustolon, M., Giamello, E. Electron Paramagnetic Resonance. A Practitioner's Toolkit. , John Wiley & Sons Inc. New Jersey. (2009).
  41. Weil, J., Bolton, J. Electron Paramagnetic Resonance: Elementary Theory and Practical Applications. , John Wiley & Sons, Inc. (2007).
  42. Rieger, P. H. Electron Spin Resonance. Analysis and Interpretation. , The Royal Society of Chemistry. (2007).
  43. Roznyatovskiy, V. V., Gardner, D. M., Eaton, S. W., Wasielewski, M. R. Radical Anions of Trifluoromethylated Perylene and Naphthalene Imide and Diimide Electron Acceptors. Organic Letters. 16, 16-19 (2013).
  44. Pluczyk, S., Kuznik, W., Lapkowski, M., Reghu, R. R., Grazulevicius, J. V. The Effect of the Linking Topology on the Electrochemical and Spectroelectrochemical Properties of Carbazolyl Substituted Perylene Bisimides. Electrochimica Acta. 135, 487-494 (2014).
  45. Ledwon, P., et al. A Novel Donor-acceptor Carbazole and Benzothiadiazole Material for Deep Red and Infrared Emitting Applications. Journal of Materials Chemistry C. 4, 2219-2227 (2016).
  46. Heinze, J., Frontana-Uribe, B. A., Ludwigs, S. Electrochemistry of Conducting Polymers-Persistent Models and New Concepts. Chemical Reviews. 110, 4724-4771 (2010).
  47. Kurowska, A., Kostyuchenko, A. S., Zassowski, P., Skorka, L., Yurpalov, V. L., Fisyuk, A. S., Pron, A., Domagala, W. Symmetrically Disubstituted Bithiophene Derivatives of Properties. Journal of Physical Chemistry C. 118, 25176-25189 (2014).
  48. Zotti, G., Schiavon, G., Zecchin, S., Morin, J. F., Leclerc, M. Electrochemical, Conductive, and Magnetic Properties of 2,7-Carbazole-Based Conjugated Polymers. Macromolecules. 35, 2122-2128 (2002).
  49. Kaim, W., Fiedler, J. Spectroelectrochemistry: The Best of Two Worlds. Chemical Society Reviews. 38, 3373-3382 (2009).
  50. Duling, D. R. Simulation of Multiple Isotropic Spin-Trap EPR Spectra. Journal of Magnetic Resonance, Series B. 104, 105-110 (1994).
  51. Benson, C. R., et al. Multiplying the Electron Storage Capacity of a Bis-Tetrazine Pincer Ligand. Dalton Transactions. 43, 6513-6524 (2014).
  52. Nobuyasu, R. S., et al. Rational Design of TADF Polymers Using a Donor-Acceptor Monomer with Enhanced TADF Effi ciency Induced by the Energy Alignment of Charge Transfer and Local Triplet Excited States. Advanced Optical Materials. 4, 597-607 (2016).

Tags

الكيمياء، العدد 140، فولتاميتري دوري، الإلكترون الرنين باراماجنيتيك، الأشعة فوق البنفسجية-المرئية والأشعة تحت الحمراء الطيفي، والإلكترونيات العضوية، العضوية الثنائيات التي ينبعث منها الضوء، الضوئية العضوية، مترافق البوليمرات، الإلكترون تقارب، والتاين إمكانات، تهمة الناقلين، سبيكترويليكتروكهيميستري
استخدام فولتاميتري دوري، والأشعة فوق البنفسجية-Vis-قوائم الجرد الوطنية، والجيش الشعبي الثوري سبيكترويليكتروكهيميستري لتحليل المركبات العضوية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pluczyk, S., Vasylieva, M., Data, P. … More

Pluczyk, S., Vasylieva, M., Data, P. Using Cyclic Voltammetry, UV-Vis-NIR, and EPR Spectroelectrochemistry to Analyze Organic Compounds. J. Vis. Exp. (140), e56656, doi:10.3791/56656 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter