Doğru Kriyojenik Lüminesans Ölçümleri için bilinen Sıcaklıklarda Isı dengeleyici Örnekleri Basit Dewar / Kriyostat

Bu deneyin genel amacı, sıcaklığa bağlı lüminesans spektral yoğunluklarını ölçmektir. Bu yöntem, metal komplekslerinde uyarılmış durum enerji göçü konusundaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Rutenyum diamin kompleksleri gibi.

Bu tekniğin temel avantajı, basit bir aparat ve prosedür kullanılarak, doğru sıcaklık bağımlılığı spektral yoğunluklarının ölçülebilmesidir. Prosedürü göstermek, laboratuvarımdan bir teknisyen olan Cameron Portune olacak. İlk olarak, yüzey gerilimi ve çözünürlüğün en iyi kombinasyonu için su veya alkol içinde yaklaşık üç milimetre düşük molariteli ışıldayan kromofor çözeltisi hazırlayın.

Ardından, bir örnek döngü hazırlayın. Tek bir ilmek vermek için bir çivi veya vida etrafında uzun bir çıplak bakır tel bükün, ardından yaklaşık 30 milimetre bükülmüş tel elde edin. Daha sonra ilmeği nitrik asitle, ardından damıtılmış suyla ve son olarak% 95 etanol ile durulayın.

Bir sonraki adım için koruyucu giysiler giydiğinizden emin olun. Döngüyü kuruduktan sonra numune çözeltisine batırın. Çözeltinin yüzey gerilimi, döngüdeki çözeltinin ince bir filmini oluşturmalıdır.

Ardından, ince film numune çözeltisini dondurmak ve stabilize etmek için yüklenen numune halkasını hemen sıvı nitrojene batırın. İki uzunlukta bakır telden ve bir bakır nikel alaşımı olan bir uzunlukta konstantan telden bir bakır konstantan veya T Tipi termokupl hazırlayarak başlayın. Ardından, bakır ve sabit telleri 90 derecelik bir açıyla birbirine kenetleyin.

İki bakır konstantan kavşağını bir araya getirin veya bükün. Biri numune için, diğeri ise standart bir referans içindir. Bu adımı iki kişinin yapması gerçekten yardımcı oluyor.

Ardından, iki kabloyu sıkıca çekin ve beş veya altı kez bükün. Yalıtım, yapılan tek temasın termokupl bağlantısında olmasını sağlar. Ardından, numune ve referans bağlantılarından gelen iki bakır termokupl kablosunu bir volt metrenin giriş terminallerine bağlayın.

Ardından hem numuneyi hem de referans bağlantılarını sıfır santigrat derece buzlu su banyosuna yerleştirin ve volt metreyi sıfırlayın. Daha sonra, yüklenen numune halkası ve termokupl bağlantısı, sıvı nitrojen dolgulu optik dewarda hizalanır. Bu, optik dewarın üst kısmına sıkıca oturan bir mantar gerektirir.

Bir klips, bir dübel ve biraz tesisatçı bandı kullanarak halkayı tutmak için standart bir tutuş hazırlayın. Ardından, termokupl bağlantısının sample halkasını uyarma ışık huzmesinin yolu ile hizalayın. En az bir saat önceden, CCD spektrografındaki tüm elektronik aksamı açın.

Ayrıca, sabit bir çalışma sıcaklığına ulaşmak için pal te soğutmalı CCD kamerayı açın. Testi yaparken, nitrojen yavaşça kaynarken volt metredeki sıcaklığı izleyin. Volt metre sıcaklığı doğru bir şekilde bildirir, çünkü numune tamamen sıvı nitrojen veya soğuk buhara daldırılır.

Her beş Kelvin artışında spektrum alın. Bunu yapmak için, uyarma ışığını anlık olarak açın veya engelini kaldırın ve ışıldayan bir spektrum elde etmek için CCD spektrografını kullanın. Bu sadece birkaç saniye sürer.

Ardından, fotokimyasal bozulmayı veya numune ısıtma hatalarını en aza indirmek için uyarma ışığını kapatın veya yeniden engelleyin. Termokupl voltajı, alım aralığının başından sonuna kadar önemli ölçüde değişmemelidir. Analiz için bildirilen voltajı sıcaklığa dönüştürün.

Bu ölçümleri yaparken optik, elektronik veya uyarma ışığı yoğunluğunda herhangi bir değişiklik yapmayın. Daha sonra, CCD spektral veri setlerini yoğunluk düzeltin. Tris-dört-yedi-dimetil-bir-onuncu-anantrolleme rodyum üç kompleksi, oksijene doymuş gliserol içinde çözüldü ve 77 ila 200 Kelvin arasındaki sıcaklıklarda tarif edilen yöntem kullanılarak araştırıldı.

Lüminesans yoğunluğu esasen 77 Kelvin'den 175 Kelvin'e sabit kaldı, daha sonra sıcaklık 175 Kelvin'den 240 Kelvin'e yükseldikçe kademeli olarak azaldı. Karşılıklı Kelvin sıcaklığına karşı su verme derecesini temsil eden bir parametrenin grafiği yapıldı. Böylece mol başına 31.5 kilojoule'lük bir oksijen lüminesansı söndürme aktivasyon enerjisi hesaplandı.

Diğer birkaç ilgili kompleks için söndürme aktivasyon enerjisi de bu yöntemle elde edildi. Bu sonuçların iç tutarlılığı, spektrumlar elde edilirken numune sıcaklığının bilindiğini ve sabit olduğunu göstermektedir. Bu teknik, uygun şekilde yapılırsa bir ila iki saat içinde yapılabilir.

Bu prosedürü denerken, deney başladıktan sonra numunenin ve termokuplun hareket ettirilemeyeceğini veya yoğunluk okumalarının tutarlı olmayacağını unutmamak önemlidir.