ラマン散乱とツールとしての IR 分光電気化学法共役有機化合物を分析するには

1. 実験の準備 クリーニング手順24典型的な分光電気化学セルは、プラチナ mesh(wire) 伊藤作用電極 (WE)、銀/塩化銀又は参照電極 (RE) とプラチナ コイルの Ag 電極補助電極 (AE) (図 1) とワイヤーで構成されています。すべての電極は、使用する前に洗浄する必要があります。 洗浄ボトルから脱イオン水で石英 ITO 電極をすすいでください。室温で 15 分間アセトンが入ったビーカーにし、次の 15 分のためにイソプロパノールが入ったビーカー超音波風呂に配置します。超音波風呂ハイパワー使用されるクリーニングのよりよい結果。 電極を空気中で乾燥しなさい プラチナ メッシュを焼いたり、高温トーチ (少なくとも 500 ° C) を使用して、それまでワイヤー作用電極が赤く (約 1 分)。赤に変わるとき、火からそれを削除し、し、室温 (約 1 分) に空気で冷やします。メッシュ電極が溶けないように注意します。 金作用電極と紙やすり (2000 グリット) し、1 μ m のアルミナを磨きます。脱イオン水で 5 分間 ultrasonicate します。その後、測定用溶剤では、電極は 3 回すすぎます。クリーニング後に直接電極を使用します。 補助電極 (白金線またはスパイラル) のアクティブな領域を燃やす赤 (約 1 分) し、部屋の温度をエアコンで冷やすまで高温ガスのトーチ (少なくとも 500 ° C) を使用して取得します。 ストレージ ・電解質から参照電極を取り出し、測定用溶剤で 3 回洗います。 アルコール (エタノールまたはイソプロパノール) または注射器と空気の乾燥によるアセトンの分光電気化学容器をきれいに。きれいなすべて他の要素 (すなわち、テフロン部品) アセトンと空気は (最小 1 分) を使用する前に乾燥させます。 支持電解質溶液の少なくとも 10 mL を準備します。電解質溶液は、標準的な電気化学の実験と同等の要件を満たす必要があります、すなわち、その濃度を試料の濃度よりも少なくとも 100 倍する必要があります。例の電解質は乾燥アセトニ トリルやジクロロ メタン 1 mM のサンプル濃度 0.2 M ソリューション Bu4NPF6のかもしれない。水のソリューション、1 M H2のような4(aq)、ラマン分光法も使用できるようにします。可能な場合は、溶剤と最高純度の電解質を使用します。 ソリューションに analyte の明滅現象、場合電解質溶液 1 mM 濃度の試料溶液の少なくとも 1 mL を準備します。 ソリューションおよびソリューションから残留酸素を除去するために、少なくとも 5 分間それをバブル開始にアルゴン (または窒素) テフロン パイプを置きます。溶液表面に小さな泡のみが表示されるように、ガスの流れを制御します。高すぎるガス フローを使用しないでください。それ以外の場合、溶媒が容器から蒸発します。溶剤の蒸発を減らすために溶媒に飽和ガスを使用できます。この場合、不活性ガスは、電解質溶液に流れる前にドライ溶剤でコンテナーを通じて流れる必要があります。 2. IR 分光電気化学 電気化学 (サイクリックボルタンメトリー) をテスト試料7分光電気化学的分析を開始する前に酸化還元プロセスが発生する、またはレドックスの可逆性を処理する、潜在的な範囲を決定することができますように。 図 1に示した 3 つの電極 (作業補助、プラチナをメッシュし、参照) 装備実験細胞を組み立てます。純粋な溶媒の記入漏れがないことを確認します。漏出の場合セルの取り付けを修正します。セルがタイトな場合、注射器で、溶媒を除去します。 IR 分光計と対応するソフトウェアを入れます。 分光器ホルダーにキュヴェットを置きます。試料溶液 2 mL でキュヴェットを埋めます。入射ビームと参照照射が作用電極と補助電極の一部は、ソリューションを使用して浸漬する必要があります。 ワニのクランプを用いたポテンシオスタットから対応するワイヤ電極を接続します。ショート (彼らが互いに接触しない) 電極を確認します。 スペクトル取得 (スペクトル範囲と分解能、FTIR の場合繰り返すスペクトル数) のパラメーターを設定します。一般的なパラメーターの例は以下のとおりです: スペクトル範囲 600-4000 cm-1、1 cm-1の解像度、スペクトル数-16 を繰り返す。 分光計、ソフトウェアに対応するボタンを押すと IR スペクトルを収集します。ここでは、背景を登録してスペクトルを収集するスキャンボタンを押して背景ボタンを押します。 接続された電気化学測定装置を使用して 0.0 V の可能性を作用電極に適用し、IR スペクトル (スキャン ボタンを押す) を収集します。それに適切なファイル名を与えてスペクトルを保存します。 応用の可能性を変更、通常の増、100 mV、約 5 秒待って、別の IR スペクトルを収集、適切なファイル名で保存します。酸化/還元プロセスが発生する全体の潜在的な範囲に到達するまで、この手順を繰り返します。 電気化学的な酸化または還元中構造変化の可逆性をチェックするために初期の可能性 (0.0 V) に戻り、再び IR スペクトルを収集します。100 の増分を適用か mV または初期の可能性にまっすぐな背部行く。 微分スペクトルを取得する他のすべてのスペクトルから初期のスペクトルを減算します。その後、ソフトウェア自体から中立的なスペクトル減算することでベースラインとして直線を決定します。 プロセスメニューから算術を選んだ。 新しく開かれたウィンドウ (算術設定)、減算 (-)] ドロップダウン リストから演算子を選んだ。 オペランドを選択し、ドロップダウン リストから0.0 Vで登録されているスペクトルを選択します。 操作を確認するには、 ok ボタンを押します。 データをスプレッドシートにエクスポートするファイルを選択 |送る |Excel。 分光電気化学的測定が終わったら、ソリューションの履歴書を登録 (ポイント プロトコルの 2.1 を参照してください)。アプリの濃度を受信するフェロセンの適切な量を追加 0.5 mM とレジスタ CV をもう一度。フェロセン、4.8 eV でその酸化電位が発生します、標準として使用する注意: します。フェロセンとサンプルの酸化/還元電位を再計算、登録プロセスの適切な予測し、データを統一します。 3. IR 分光電気化学反射モードで 伝送モードと同じ測定手順を実行します。唯一の違いは、細胞アセンブリ (2.4) 実験細胞の種類ごとに異なっているのです。 4. ラマン分光電気化学 7分光電気化学的分析を開始する前に試料の電気化学 (サイクリックボルタンメトリー) テストを実行する酸化還元プロセスが発生する、またはレドックスの可逆性を処理する、潜在的な範囲を決定することができますように。 電気化学的重合することによって鋳造方法12dip ワイヤーやプレート電極に興味を持つ層を入金します。 ラマン分光装置、レーザーおよび対応するソフトウェアをオンにします。 実験細胞を一緒に置きます。彼らは互いに接触、図 2に示されるように、キュベットの 3 つの電極 (作業、参照および補助型) を配置します。最高は、キュヴェットよくフィット テフロン ホルダーを使用することです。 作用電極 (または働く電極成膜で覆われている) 近くにキュヴェット、できるだけ受信入射ビームが直面している壁が、壁にそれを押さない (ソリューションは、キュベットの壁との間に簡単にやり取りできるように、いくつかのスペースを残して、働く電極)。 注射器 (約 2 mL) を使用して電解液や試料の溶液でキュヴェットを入力します。ソリューション内のすべての電極を浸します。 キュヴェットをラマン分光装置のホルダーに入れ、ワニ クランプを用いたポテンシオスタットから対応するワイヤを電極を接続します。その電極またはコネクタに触れないでお互いを確認します。 カメラ、分光器が装備されている場合は、手動で作用電極上に堆積および/またはソフトウェアを使用してフィルム上に焦点を当てます。働く電極表面の明確なビューが表示されます。 分光器のカバーを閉じます。 必要に応じてレーザーと文献データに基づいて対応する回折格子の種類選択または自己経験 (例えば近赤外線 830 nm 励起レーザー ・ 1200 線格子を使用することができます。注: より正確なスペクトルが得られ、入射光の高エネルギー、また蛍光スペクトル解析を防ぐ大きなリスク。格子型の選択範囲または得られたスペクトルの解像度が変更されます。通常、最も適切なレーザーと格子は、利用可能なすべてのテストが選択できます。 ソフトウェアを使用して作業電極表面にレーザー光線を焦点します。場合は、搭載カメラ、位置、シャープなドットやサンプルに入射光の線を観察しました。 スペクトル取得のパラメーターを設定: レーザー パワー、スペクトル範囲、サンプル等の照明の時間。パラメーターの選択はフィルムの種類によって異なりますまたは/および基板と、個別に選択する必要があります。高すぎるレーザーの電源を使用しないでください。それ以外の場合、サンプルは破棄されます。パラメーターの例は以下のとおりです: レーザー電源 – 1%、スペクトル範囲 – 400-3200 cm-1照明 – 1 秒、測定の時間を 3 回繰り返します。 分光計、ソフトウェア対応するボタンを押すことでラマン スペクトルを収集します。登録されているスペクトルのピークの強度が弱い場合は、電源または取得時間を増加します。ブロード バンドのスペクトルは、蛍光現象を示します。この場合、入射光をより少なく精力的な (より高い波長) に変更または、レーザー出力を小さくしてください。 0.0 V の電位を接続された電気化学測定装置を用いた作業電極に適用し、ラマン スペクトルを収集します。それに適切なファイル名を与えてスペクトルを保存します。 通常 100 増適用の可能性を変更 mV 待って約 15 秒、別のスペクトルを収集し、適切なファイル名で保存します。酸化/還元プロセスが発生する全体の潜在的な範囲に到達するまでこの手順を繰り返します。 電気化学的な酸化または還元中構造変化の可逆性をチェックするために初期電位 (0 V) に戻り、再びラマン スペクトルを収集します。 分光電気化学的測定が終了したら、(ソリューションに存在または電極上に堆積) analyte の CV を登録します。次に、非プロトン性のソリューションの場合その濃度のアプリを取得するフェロセンの適切な量を追加 0.5 mM とレジスタ CV をもう一度。注: フェロセンは、4.8 eV でその酸化電位が発生します、標準として使用します。フェロセンとサンプルの酸化/還元電位を再計算、登録プロセスの適切な電位を決定できます。