Name: raman and ir spectroelectrochemical methods as tools to analyze conjugated organic compounds
Uploaded: 2018-10-12T12:30:00
Duration: 9 min 11 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Raman and IR Spectroelectrochemical Methods as Tools to Analyze Conjugated Organic Compounds at JoVE.com

Den forskning som leder till dessa resultat har fått finansiering från EU: s forskning och innovation-programmet Horisont 2020 enligt överenskommelsen om Marie Skłodowska-Curie-bidrag nr 674990 (EXCILIGHT). Vi tackar nätverk åtgärden finansieras från EU: s programmet Horisont 2020 forskning och innovation under lån avtal nr 691684.

1. beredning av experimentet
<ol><li>Rengöring förfarandet24 Obs: Typisk spektroelektrokemisk cellen består av en platina mesh(wire) eller ITO arbetselektroden (WE), Ag/Granulatfyllda eller Ag elektrod som referenselektrod (RE) och platina spole eller tråd som extra elektrod (AE) (figur 1). Alla elektroder måste rengöras före användning.<ol>
<li>Skölj en kvarts ITO elektrod med avjoniserat vatten från tvätt flaskan. Placera det i ett ultraljudsbad i en bägare fylld med aceton i 15 minuter vid rumstemperatur och sedan i en bägare fylld med isopropanol för de närmaste 15 minuterna. Den högsta ultraljud bad makt som används, ett bättre resultat av rengöring.</li>
		<li>Låt elektroden torka i luften.</li>
		<li>Bränna platina mesh eller tråd arbetselektroden med en hög temperatur fackla (minst 500 ° C) tills det blir rött (cirka 1 minut). Ta bort den från elden, när det blir röd och sedan kyla den i luften till rumstemperatur (cirka 1 minut). Var noga med att inte smälta mesh elektroden.</li>
		<li>Polska guld arbetselektroden med smärgelduk (grus 2000) och därefter med 1 µm aluminiumoxid. Ultrasonicate i avjoniserat vatten i 5 minuter. Efteråt, skölj elektroden tre gånger med lösningsmedel används för mätningarna. Använd arbetselektroder direkt efter rengöring.</li>
		<li>Bränna det aktiva området av hjälpelektroden (platina tråd eller spiral) med en hög temperatur gaslåga (minst 500 ° C) tills det blir rött (cirka 1 minut) och sedan svalt i luften till rumstemperatur.</li>
		<li>Ta referenselektroden ut från lagring elektrolyten och tvätta tre gånger med lösningsmedel används för mätningarna.</li>
		<li>Ren spektroelektrokemisk fartyget med alkohol (etanol eller isopropanol) eller med hjälp av en spruta och lufttorka. Rengör torka alla andra element (dvs, Teflon delar) med aceton och luft innan användning (minst 1 minut).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bered minst 10 mL av stödjande elektrolytlösningen. Elektrolytlösningen bör uppfylla samma krav som för standard elektrokemiska experiment, dvs dess koncentration bör vara minst 100 gånger högre än koncentrationen av analyten. Elektrolyt exempel vara 0,2 M lösning av Bu4NPF6 i torr acetonitril eller diklormetan och en prov koncentration av 1 mM. Vatten lösningar som 1 M H2så4(aq), kan också användas för Raman-spektroskopi. Om det är möjligt, använda lösningsmedel och elektrolyten av högsta renhet.</li>
	<li>När det gäller spectroelectrochemistry av en analyt lösningen i, förbereda minst 1 mL av en analyt lösning vid koncentration av 1 mM i elektrolytlösningen.</li>
	<li>Sätt argon (eller kvävgas) Teflon röret i lösning och start bubblar det i minst 5 minuter för att avlägsna kvarvarande syre från lösningen. Styra gasflödet, så att endast små bubblor visas på lösningen ytan. Använd inte för högt flöde; annars avdunstar lösningsmedlet från fartyget. För att minska lösningsmedel avdunstning, användas en gas mättad med lösningsmedel. I det här fallet måste inert gas flödet genom en behållare med torra lösningsmedel innan flödar till din elektrolytlösning.</li>
</ol>2. IR Spectroelectrochemistry
<ol><li>Kör elektrokemiska (cyklisk voltametri) tester på analyten innan spektroelektrokemisk analys7, så att den potentiella omfånget, där de redox processerna inträffar eller reversibiliteten av redox processer, kan bestämmas.</li>
	<li>Montera den experimentella cell utrustade med tre elektroder (arbetande mesh platina, hjälpare och referera) som presenteras i figur 1. Se till att det finns inget läckage genom att fylla det med rent lösningsmedel. Vid läckage, korrekt montering av cellen. När cellen är snäva, ta bort lösningsmedlet med sprutan.</li>
	<li>Slå på IR spektrometern och motsvarande programvara.</li>
	<li>Sätta i kyvetten i hållaren spektrometer. Fyll i kyvetten med 2 mL av analyten lösningen. Delen av arbetselektroden, som kommer att vara bestrålade med infallande strålen, och den referens och extra elektroder måste dränkas in med lösningen.</li>
	<li>Anslut elektroderna med motsvarande kablar går från den potentiostat med krokodil klämmor. Se till att inte kortslutning elektroderna (de inte ska nudda varandra).</li>
	<li>Ange parametrarna av förvärvet spectra (spektrum utbud och upplösning, antalet spectra att upprepa när det gäller FTIR). Ett exempel på typiska parametrar är följande: spektrum rad 600-4000 cm-1, upplösning 1 cm-1, antalet spectra att upprepa – 16.</li>
	<li>Samla de IR-spektrumet genom att trycka på motsvarande knapp på spektrometern eller i programvaran. Här, tryck på knappen bakgrund att registrera en bakgrund och tryck sedan på knappen Skanna att samla spektrum.</li>
	<li>Med hjälp av den anslutna potentiostaten gälla arbetselektroden en potential på 0,0 V och samla de IR-spektrumet (tryck på knappen Skanna). Spara spektrumet ger den ett lämpligt filnamn.</li>
	<li>Ändra den tillämpliga potentialen, vanligtvis öka av en 100 mV, vänta ca 5 s, samla in en annan IR-spektrum och spara den under lämpliga filnamnet. Upprepa detta steg tills du når hela potentiella sortiment, där oxidation/reduktion processer kan uppstå.</li>
	<li>För att kontrollera reversibiliteten av de strukturella förändringarna under elektrokemisk oxidation eller reduktion, återgå till en inledande potential (0,0 V) och samla de IR-spektrumet igen. Antingen tillämpas en ökning på 100 mV eller gå tillbaka till den ursprungliga potentialen.</li>
	<li>Subtrahera inledande spektrumet från alla andra spectra att erhålla differentiell spectra. Sedan bestämma en rät linje som baslinje genom att subtrahera det neutrala spektrumet från sig själv i programvaran.<ol>
<li>Från menyn Process, valde aritmetik.</li>
		<li>I det nyöppnade fönstret (aritmetiska inställningar), valde operatören i listrutan subtrahera (-).</li>
		<li>Välj Operand och sedan spektrumet registrerade vid 0,0 V från den nedrullningsbara listan.</li>
		<li>Tryck på OKför att bekräfta åtgärden.</li>
		<li>Exportera data till ett kalkylblad, välja fil | Skicka till | Excel.</li>
	</ol>
</li>
	<li>När efterbehandling spektroelektrokemisk mätning, registrera ett CV av lösningen (se punkt 2.1 i protokollet). Lägg sedan till lämplig mängd Ferrocen ta emot sin koncentration av app 0,5 mM och registrera CV igen. Obs: Ferrocen används som en standard som dess potentiella oxiderar på 4,8 eV. Genom omräkning oxidation/reduktion potentialen av provet vs. Ferrocen, uppskatta registrerade processen korrekt potential och förena dina data.</li>
</ol>3. IR Spectroelectrochemistry i reflektans läge
<ol><li>Utföra samma mätning förfarande som sändningsteknik. Den enda skillnaden är i cell församlingen (2,4) som är olika för varje slags experimentell cell.</li>
</ol>4. Raman Spectroelectrochemistry
<ol><li>Köra elektrokemiska (cyklisk voltametri) tester på analyten innan spektroelektrokemisk analys7, så att den potentiella omfånget, där de redox processerna inträffar eller reversibiliteten av redox processer, kan bestämmas.</li>
	<li>Deponera lagret av intresse på tråd eller plattan elektroden genom elektrokemiska polymerisation eller dopp gjutning metod12.</li>
	<li>Slå på Raman spektrometern, laser och motsvarande programvara.</li>
	<li>Sammanställt de experimentella cellen. Placera de tre elektroderna (arbets-, referens- och auxiliary) i kyvetten, så att de inte vidrör varandra, som presenteras i figur 2. Bäst är att använda en Teflon hållare, välsittande i kyvetten.<ol>
<li>Placera arbetselektroden (eller arbetselektroden täckt med insatta filmen) nära kyvetten vägg vetter mot inkommande infallande strålen som möjligt, men tryck inte på det på väggen (lämna lite utrymme så lösningen kan flyta lätt mellan kyvetten väggen och arbetselektroden).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fyll i kyvetten med elektrolyt eller analyten lösningen med en spruta (ca 2 mL). Sänk alla elektroderna i lösningen.</li>
	<li>Sätt i kyvetten i hållaren i Raman spektrometern och anslut elektroderna med motsvarande kablar går från den potentiostat med krokodil klämmor. Se till att elektroderna eller kopplingar inte vidrör varandra.</li>
	<li>Om spektrometern är utrustad med en kamera, att fokusera det på filmen deponeras på arbetselektroden manuellt eller med hjälp av programvaran. En tydlig bild av elektroden arbetsytor ska synas.</li>
	<li>Stäng spektrometerns luckan.</li>
	<li>Välj typ av laser önskas och motsvarande gallret utifrån litteraturdata eller egen erfarenhet (till exempel nära infraröd 830 nm excitation lasern och 1200 linjer gallerdurk kan användas). Obs: Högre energin av den infallande stråle ljus mer exakt spektra kan erhållas, men också den större risken för fluorescens, vilket förhindrar Responsspektrum analys. Valet av gallerdurkstyp kommer att ändras den utbud eller upplösning av förvärvade spektra. Vanligtvis kan de mest lämpliga laser och gallerdurk väljas genom att testa alla tillgängliga.</li>
	<li>Fokusera laserstrålen på elektroden arbetsytor med hjälp av programvaran. Om spektrometern är utrustad med en kamera, den ståndpunkt som den skarpaste raden av infallande strålar ljuset på prov eller dot observeras.</li>
	<li>Ange parametrarna av förvärvet spectra: laser power, spektralområde, tiden för belysning av provet etc. Valet av parametrar beror på vilken typ av filmen eller / och substrat och bör väljas individuellt. Använd inte för högt lasereffekt; annars förstörs provet. Exempel parametrar är följande: laser power - 1%, spectra utbud - 400-3200 cm-1, tid av belysning - 1 s, mätningen upprepas 3 gånger.</li>
	<li>Samla Raman spektrumet genom att trycka på motsvarande knapp på spektrometern eller i programvaran. Om intensiteten i topparna på de registrerade spectrana är svag, öka den makt eller förvärv tid. Ett bredband i spektra visar fluorescens fenomenen. I detta fall ändra infallande strålar ljuset till mindre energisk (högre våglängd) eller försöker du minska lasereffekten.</li>
	<li>Gäller en potential på 0,0 V arbetselektroden med hjälp av den anslutna potentiostaten och samla Raman spektrumet. Spara spektrumet ger den ett lämpligt filnamn.</li>
	<li>Ändra den tillämpad potential, vanligtvis ökar med 100 mV, vänta ca 15 s, samla ett annat spektrum och spara den under det lämpligt filnamnet. Upprepa detta steg tills de når hela potentiella sortimentet där oxidation/reduktion processer uppstår.</li>
	<li>För att kontrollera reversibiliteten av de strukturella förändringarna under elektrokemisk oxidation eller reduktion, återgå till den ursprungliga potentialen (0 V) och samla Raman spektrum igen.</li>
	<li>När spektroelektrokemisk mätningarna är klar, registrera ett CV av en analyt (närvarande i lösning eller deponeras på elektroden). Lägg sedan till lämplig mängd Ferrocen att erhålla sin koncentration av appen i fråga om aprotiska lösningar, 0,5 mM och registrera CV igen. Obs: Ferrocen används som en standard, som dess potentiella oxiderar på 4,8 eV. Genom omräkning oxidation/reduktion potentialen av provet vs. Ferrocen, kan ordentlig potential av registrerade processer bestämmas.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Gale, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spectroelectrochemistry. Theory and practice. , (1988).</li><li>Smith, E., Dent, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Modern Raman Spectroscopy - A Practical Approach. , (2005).</li><li>Stuart, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. , (2004).</li><li>Kaim, W., Klein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spectroelectrochemistry. , (2008).</li><li>Nalwa, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Advanced Functional Molecules and Polymers. 2, (2001).</li><li>Bullock, J. P., Boyd, D. C., Mann, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+infrared+spectroelectrochemistry+studies+of+ferrocene,+[Rh2(dimen)2(dppm)2](PF6)2+and+(mes)Cr(CO)3+(dimen+=+1,8-diisocyanomenthane;+dppm+=+bis(diphenylphosphino)methane);+mes+=+mesitylene).+A+useful+technique+for+the+characterization+of+electrochemically+generated+organometallic+species.">In situ infrared spectroelectrochemistry studies of ferrocene, [Rh2(dimen)2(dppm)2](PF6)2 and (mes)Cr(CO)3 (dimen = 1,8-diisocyanomenthane; dppm = bis(diphenylphosphino)methane); mes = mesitylene). A useful technique for the characterization of electrochemically generated organometallic species.</a> Inorg Chem. 26, 3084-3086 (1987).</li><li>Lapkowski, M., Zak, J., Karon, K., Marciniec, B., Prukala, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mixed+carbon-nitrogen+conjugation+in+the+carbazole+based+polymer;+the+electrochemical,+UVVis,+EPR,+and+IR+studies+on+1,4+bis[(E)2-(9H-carbazol-9-yl)vinyl]benzene.">The mixed carbon-nitrogen conjugation in the carbazole based polymer; the electrochemical, UVVis, EPR, and IR studies on 1,4 bis[(E)2-(9H-carbazol-9-yl)vinyl]benzene.</a> Electrochim Acta. 56, 4105-4111 (2011).</li><li>Ashley, K., Pons, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+Spectroelectrochemistry.">Infrared Spectroelectrochemistry.</a> Chem Rev. 88, 673-695 (1988).</li><li>Martin, H. B., Morrison, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+a+Diamond+Thin+Film+as+a+Transparent+Electrode+for+In+Situ+Infrared+Spectroelectrochemistry.">Application of a Diamond Thin Film as a Transparent Electrode for In Situ Infrared Spectroelectrochemistry.</a> Electrochem Solid-State Lett. 4, 17-20 (2001).</li><li>Kulesza, P. J., Malik, M. A., Denca, A., Strojek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+FT-IR/ATR+Spectroelectrochemistry+of+Prussian+Blue+in+the+Solid+State.">In Situ FT-IR/ATR Spectroelectrochemistry of Prussian Blue in the Solid State.</a> Anal. Chem. 68, 2442-2446 (1996).</li><li>Visy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> In situ Combined Electrochemical Techniques for Conducting Polymers. , (2017).</li><li>Lapkowski, M., Berrada, K., Quillard, S., Louarn, G., Lefrant, S., Pron, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+Oxidation+of+Polyaniline+in+Nonaqueous+Electrolytes:+&amp;#34;In+Situ&amp;#34;+Raman+Spectroscopic+Studies.">Electrochemical Oxidation of Polyaniline in Nonaqueous Electrolytes: &amp;#34;In Situ&amp;#34; Raman Spectroscopic Studies.</a> Macromolecules. 28, 1233-1238 (1995).</li><li>Santos, M. J. L., Brolo, A. G., Girotto, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+polaron+and+bipolaron+states+in+polypyrrole+by+in+situ+Raman+spectroelectrochemistry.">Study of polaron and bipolaron states in polypyrrole by in situ Raman spectroelectrochemistry.</a> ElectrochimActa. 52, 6141-6145 (2007).</li><li>Laba, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemically+induced+synthesis+of+poly(2,6-carbazole).">Electrochemically induced synthesis of poly(2,6-carbazole).</a> Macromol Rapid Commun. 36, 1749-1755 (2015).</li><li>Garreau, S., Louarn, G., Buisson, J. P., Froyer, G., Lefrant, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Spectroelectrochemical+Raman+Studies+of+Poly+(3,+4-ethylenedioxythiophene)+(PEDT).">In Situ Spectroelectrochemical Raman Studies of Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) (PEDT).</a> Macromolecules. 32, 6807-6812 (1999).</li><li>Mazeikiene, G., Niaura, G., Malinauskas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+Raman+spectroelectrochemical+study+of+redox+processes+at+poly+(Toluidine+blue)+modified+electrode.">In situ Raman spectroelectrochemical study of redox processes at poly (Toluidine blue) modified electrode.</a> ElectrochimActa. 53, 7736-7743 (2008).</li><li>Lukkari, J., Kleemola, K., Meretoja, M., Ollonqvist, T., Kankare, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+post-self-assembly+transformation+of+4-aminothiophenol+monolayers+on+gold+electrodes.">Electrochemical post-self-assembly transformation of 4-aminothiophenol monolayers on gold electrodes.</a> Langmuir. 14, 1705-1715 (1998).</li><li>Ju, H., Xiao, Y., Lu, X., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrooxidative+coupling+of+a+toluidine+blue+O+terminated+self-assembled+monolayer+studied+by+electrochemistry+and+surface+enhanced+Raman+spectroscopy.">Electrooxidative coupling of a toluidine blue O terminated self-assembled monolayer studied by electrochemistry and surface enhanced Raman spectroscopy.</a> J Electroanal Chem. 518, 123-130 (2002).</li><li>Virdee, H. R., Hester, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy+of+Thionine-modfied+Gold+Electrodes.">Surface-Enhanced Raman Spectroscopy of Thionine-modfied Gold Electrodes.</a> Laser Chem. 9, 401-416 (1988).</li><li>Itoh, T., McCreery, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+Raman+spectroelectrochemistry+of+electron+transfer+between+glassy+carbon+and+a+chemisorbed+nitroazobenzene+monolayer.">In situ Raman spectroelectrochemistry of electron transfer between glassy carbon and a chemisorbed nitroazobenzene monolayer.</a> J Am Chem Soc. 124, 10894-10902 (2002).</li><li>Rosario-Castro, B. I., Fachini, E. R., Hern&#225;ndez, J., P&#233;rez-Davis, M. E., Cabrera, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+and+surface+characterization+of+4-aminothiophenol+adsorption+at+polycrystalline+platinum+electrodes.">Electrochemical and surface characterization of 4-aminothiophenol adsorption at polycrystalline platinum electrodes.</a> Langmuir. 22, 6102-6108 (2006).</li><li>Piwowar, K., Blacha-Grzechnik, A., Turczyn, R., Zak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electropolymerized+phenothiazines+for+the+photochemical+generation+of+singlet+oxygen.">Electropolymerized phenothiazines for the photochemical generation of singlet oxygen.</a> Electrochim Acta. 141, 182-188 (2014).</li><li>Mazeikiene, R., Niaura, G., Eicher-Lorka, O., Malinauskas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroelectrochemical+study+of+Toluidine+Blue+adsorbed+and+electropolymerized+at+a+gold+electrode.">Raman spectroelectrochemical study of Toluidine Blue adsorbed and electropolymerized at a gold electrode.</a> Vib Spectrosc. 47, 105-112 (2008).</li><li>Data, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemically+Induced+Synthesis+of+Triphenylamine-based+Polyhydrazones.">Electrochemically Induced Synthesis of Triphenylamine-based Polyhydrazones.</a> Electrochim Acta. 230, 10-21 (2017).</li><li>Blacha-Grzechnik, A., Turczyn, R., Burek, M., Zak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+Raman+spectroscopic+studies+on+potential-induced+structural+changes+in+polyaniline+thin+films+synthesized+via+surface-initiated+electropolymerization+on+covalently+modified+gold+surface.">In situ Raman spectroscopic studies on potential-induced structural changes in polyaniline thin films synthesized via surface-initiated electropolymerization on covalently modified gold surface.</a> Vib Spectrosc. 71, 30-36 (2014).</li><li>Baibarac, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+spectra+of+polyaniline+thin+films+deposited+on+rough+Ag,+Au+and+Cu+.+Polymer+film+thickness+and+roughness+parameter+dependence+of+SERS+spectra.">SERS spectra of polyaniline thin films deposited on rough Ag, Au and Cu . Polymer film thickness and roughness parameter dependence of SERS spectra.</a> Synth Met. 96, 63-70 (1998).</li><li>Mazeikiene, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+spectroelectrochemical+study+of+polyaniline+and+sulfonated+polyaniline+in+solutions+of+different+pH.">Raman spectroelectrochemical study of polyaniline and sulfonated polyaniline in solutions of different pH.</a> Vib Spectrosc. 44, 201-208 (2007).</li><li>Jiao, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+electrochemical+SERS+studies+on+electrodeposition+of+aniline+on+4-ATP/Au+surface.">In situ electrochemical SERS studies on electrodeposition of aniline on 4-ATP/Au surface.</a> J Solid State Electrochem. 10, 886-893 (2006).</li><li>Sun, S. G., Christensen, P. A., Wieckowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> In-situ Spectroscopic Studies of Adsorption at the Electrode and Electrocatalysis. , (2011).</li><li>Trznadel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UV-VIS-NIR+and+Raman+spectroelectrochemistry+of+regioregular+poly(3-octylthiophene):+comparison+with+its+non-regioregular+analogue.">UV-VIS-NIR and Raman spectroelectrochemistry of regioregular poly(3-octylthiophene): comparison with its non-regioregular analogue.</a> J Chem Soc, Faraday Trans. 92, 1387-1393 (1996).</li><li>Kalbac, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+Spectroscopy+and+in+Situ+Raman+Spectroelectrochemistry+of+Bilayer+12C/13C+Graphene.">Raman Spectroscopy and in Situ Raman Spectroelectrochemistry of Bilayer 12C/13C Graphene.</a> Nano Lett. 11, 1957-1963 (2011).</li><li>Jeanmaire, D. L., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Raman+spectroelectrochemistry:+Part+I.+Heterocyclic,+aromatic,+and+aliphatic+amines+adsorbed+on+the+anodized+silver+electrode.">Surface Raman spectroelectrochemistry: Part I. Heterocyclic, aromatic, and aliphatic amines adsorbed on the anodized silver electrode.</a> J Electroanal Chem Inter Electrochem. 84, 1-20 (1977).</li><li>Panitz, J. C., Joho, F., Nov&#225;k, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+Characterization+of+a+Graphite+Electrode+in+a+Secondary+Lithium-Ion+Battery+Using+Raman+Microscopy.">In situ Characterization of a Graphite Electrode in a Secondary Lithium-Ion Battery Using Raman Microscopy.</a> Appl Spectrosc. 53, 1188-1199 (1999).</li><li>Bonhomme, F., Lass&#232;gues, J. C., Servant, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+Spectroelectrochemistry+of+a+Carbon+Supercapacitor.">Raman Spectroelectrochemistry of a Carbon Supercapacitor.</a> J Electrochem Soc. 148, 450-458 (2001).</li><li>Vy&#246;rykk&#228;, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+depth+profiling+data+obtained+by+confocal+Raman+microspectroscopy.">Analysis of depth profiling data obtained by confocal Raman microspectroscopy.</a> Appl Spectrosc. 57, 1123-1238 (2003).</li><li>Rey, I., Bruneel, J. L., Grondin, J., Servant, L., Lass&#232;gues, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+Spectroelectrochemistry+of+a+Lithium/Polymer+Electrolyte+Symmetric+Cell.">Raman Spectroelectrochemistry of a Lithium/Polymer Electrolyte Symmetric Cell.</a> J Electrochem Soc. 145, 3034-3042 (1998).</li><li>Adar, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depth+Resolution+of+the+Raman+Microscope:+Optical+Limitations+and+Sample+Characteristics.+Spectroscopy.">Depth Resolution of the Raman Microscope: Optical Limitations and Sample Characteristics. Spectroscopy.</a> Spectroscopy. , (2018).</li></ol>

Författarna har något att avslöja.

Både IR och Raman tekniker rekommenderas för utredning av de strukturella förändringar som sker under tillämpad potential och för utredning av produkterna av redox reaktion. Från praktisk synpunkt är dock Ramanspektroskopi handier som ett analytiskt verktyg i sådana experiment. Raman spectroelectrochemistry ger fler möjligheter, som det också kan tillämpas för prover med nonpolar obligationer. Det har därför framgångsrikt använts för utredning av kolmaterial, polymerer, batterier, etc. 29 , 30 , 31 , 32 , 33 eftersom det spridda ljuset mäts väsentligen i Raman-spektroskopi, det är i allmänhet inga gränser i arbetande elektrod material eller konstruktion. Dessutom som används häri, är infallande ljus (UV-Vis-NIR) absorberas dåligt av glaset, som möjliggör användning av en standard elektrokemisk cell. Den stora fördelen är också möjligheten att genomföra mätningar utanför spektrometern via fiberoptik. För att registrera ett Raman spektrum, behöver det infallande ljuset vara ordentligt fokuserade på provet. Genom att fokusera ljusstrålen på olika platser i mätcellen, kan det beslutas om ändringar i kemisk sammansättning som förekommer i lösningen, t.ex. nära elektroden, eller i de arter som adsorberats på elektrod ytan följs.
Användning av Raman-spektroskopi med en lämplig upplösning möjliggör också studiet av profilen för de fasta proverna, antingen på ytan eller i dess djup, även i flera lager strukturer. 34 , 35 , 36 , 37 en kan därför få information om ytans topografi, fördelningen av olika kemiska arter vid ytan eller i tvärsnitt. Raman spectroelectrochemistry tillåter i situ spårning av ändringarna av alla dessa funktioner under redox processer och därmed uppskatta kvaliteten på de enskilda lager, hållbarheten av systemet under flera oxidation/reduktion cykler, eller studera diffusion i skiktade strukturer. Mångsidigheten hos Raman spectroelectrochemistry ligger i det faktum att det kan användas för att undersöka båda elektrokemiska processer i en lösning eller fast tillstånd i en typisk experimentella cell eller ens testa multilayer solida strukturer som lysdioder, batterier, OPVs, etc.
Den obestridliga nackdelen med Raman-spektroskopi och således också spectroelectrochemistry, är dess inskränkning på grund av observerade fluorescens, vilket ofta gör det omöjligt att analysera spektrumet. Detta fenomen kan vara i vissa fall elimineras genom att ändra magnetiseringen våglängd eller preliminära belysning - foto-blekning.

Kombinationen av elektrokemiska och spektroskopiska tekniker gör möjligheten att spåra de strukturella förändringarna i molekyler närvarande vid elektrod ytan eller i lösningen, således undersöka mekanismen av de elektrokemiska processerna. Spektroelektrokemisk metoder används vanligtvis för att på plats studera mekanismen för reaktionen. Den obestridliga fördelen över ex situ- mätningar är möjligheten att observera signalen som uppstår på mellanprodukter processer eller undersöka de processer, där produkter inte får vara avskilt1. Bland alla spektroskopier är den Raman och infraröd spektroskopier den mest kraftfulla för analys av elektrokemiska processer på grund av utrustning tillgänglighet och mätningarna ofta icke-destruktiva karaktär.
Infraröd och Raman spektroskopier ger information om vibrationell struktur av arten och thus de befintliga kemiska bindningarna. Eftersom arten av de signaler som observerats i båda tekniker är olika, kan vissa vibrationer vara aktiva endast i IR eller Raman spectra, vilket gör dem kompletterar varandra2. Detta bör beaktas, när du planerar spektroelektrokemisk analys och, om möjligt, en analyt vibrationella struktur bör undersökas med både IR och Raman spektroskopier. Bästa resultat erhålls när förändringar i strukturen är resultatet av en elektrokemisk process som involverar grupper aktiva i vissa tekniken. Till exempel den infraröd spektroskopin skulle vara perfekt för processer som involverar -CO, - CN-nr eller -NH gruppernas bildandet eller brott3. Det är alltid rekommenderat att registrera differentiell spectra spektroelektrokemisk undersökningen. Också, sådana spectra avslöja förändringar i signalerna med lägre intensitet så att spårning av ändringar i strukturera av de aromatiska system. Dessutom differentiell spectra är alltid mindre komplex som endast ändringar registreras, vilket gör tolkningen av spectrana mycket lättare.
IR spektroelektrokemisk experiment används främst för övervakning av vattenlösliga produkter, intermediärer och reaktanter av elektrokemiska reaktioner; sådana tester kan köras på olika system, inklusive organisk, oorganisk, eller biokemiska system3,4,5,6,7,8. Man bör alltid komma ihåg att när det gäller IR spektroskopi, lösningsmedel som väte bindning uppstår, som vatten, bör undvikas.
I området i närheten finns det flera sätt att gå vidare med IR och Raman mätningar. När det gäller IR spektroskopi, kan mätningar göras i sändningsteknik, där konventionella IR kyvetter för vätskor kan användas. Den optiskt transparenta elektroder (t.ex. boron-dopade diamond elektroden) eller perforerade elektroder (metall gasväv arbetselektroden) av fina metall (Pt eller Au) används vanligen som arbetande elektroderna i sådan överföring celler4, 9. Ett exempel på överföring spektroelektrokemisk cellen presenteras i figur 1.
I den andra tekniken, i stället för överföring, används reflektans läget, tack vare den ATR (försvagade Total reflektion) bilaga10. Denna metod kan analysera både lösningar och solid-state material. Vanligtvis när metoden av yttre speglar absorption spektroskopi, i princip, alla arbetselektroden kan användas, men bara upplöst arter kan undersökas. Dock i vissa fall gör ATR tekniken också för utredning av processer i fast form, med hjälp av den inre reflektion metod5,8. En speciell cell krävs för denna teknik, där den fina metall oftas ATR kristallen fungerar som en arbetselektroden (figur 2). I vissa fall även ATR Ge kristallen själv kan fungera som en elektrod (åtminstone för inte alltför höga strömmar)5.
Den andra tekniken är Raman spectroelectrochemistry; en teknik som kombinerar både elektrokemi och Raman-spektroskopi, används vanligen i utredningen av de potentiellt-inducerad strukturella förändringarna i det deponerade lagret av konjugerade polymerer11, som polyaniline12, polypyrroles 13, polycarbazole14 eller PEDOT15. Dessutom till polymera filmer, kan enskiktslager vara också testade19,20,21, men i detta fall metalliska substrat, som guld eller platina, är att föredra. Förfarandet för Raman spektroelektrokemisk studier är analogical till andra spektroelektrokemisk tekniker, dvs en spektrometer måste kopplas till en potentiostat och spektra av filmen förvärvas under potentiostatic förhållanden enligt olika potentialer tillämpad18. Vanligtvis kan tre-elektrod spektroelektrokemisk cellen konstrueras baserat på den klassiska kvartar kyvetten med elektroder monterad i en Teflon hållare (figur 3). Parametrarna för förvärv, gillar typ av laser, gallerdurk, osv., beror på egenskaperna hos det undersökta lagret. Urval av vissa parametrar kan vara ganska svårt, t.ex., man har att komma ihåg att olika excitation våglängder kan resultera i olika spektra. Vanligtvis är högre energin av infallande ljus mer detaljer är synliga spektrumet, men även den högre risken för fluorescens fenomen som försvårar analysen. Generellt, är det nyttigt att få UV-Vis-NIR spektra av analyten först, för att markera Raman excitation laser. Avstämbara lasrar kan justeras så att magnetiseringen våglängden inducerar sammanträffande med en elektronisk övergång av molekylen, vilket resulterar i resonansen Raman ytspridning. I detta fall observeras ökande Raman scattering intensiteten i utvalda regioner av spectrana eller även bildandet av nya signaler som inte skulle registreras normalt. Analysen av de strukturella förändringarna består av inspelade Raman band, vilket kan göras baserat på data från litteraturen eller DFT simuleringar23.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="595">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:85px;">Metrohm</td>
			<td style="width:127px;">Autolab PGSTAT100</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Raman microscope</td>
			<td style="width:85px;">Renishaw</td>
			<td style="width:127px;">inVia</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">FT-IR Spectrometer&#160;</td>
			<td style="width:85px;">PerkinElmer&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Spectrum Two&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Bu4NBF4</td>
			<td style="width:85px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:127px;">86896</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">DCM</td>
			<td style="width:85px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:127px;">443484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Isopropanol</td>
			<td style="width:85px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:127px;">675431</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:85px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:127px;">439126</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

raman and ir spectroelectrochemical methods as tools to analyze conjugated organic compounds

I presenteras arbetet diskuteras två spektroelektrokemisk tekniker som verktyg för analys av de strukturella förändringar som sker i molekylen om vibrationell energi. Raman och IR spectroelectrochemistry kan användas för avancerad karakterisering av de strukturella förändringarna i de organiska elektroaktiva föreningarna. Här visas steg för steg analys genom Raman och IR-spectroelectrochemistry. Raman och IR spektroelektrokemisk tekniker ger kompletterande information om strukturella förändringar som inträffar under en elektrokemisk process, möjliggör dvs undersökning av redox processer och deras produkter. Exempel på IR och Raman spektroelektrokemisk analys presenteras, där produkterna av redoxreaktioner, både i lösning och halvledar-, identifieras.

De strukturella förändringarna av monomer och polymer som inträffar under dopning är mycket användbara för att bestämma mekanismen av processen och för att, IR spektroelektrokemisk undersökningen kan genomföras (figur 4). I exempel experimentet, IR spectra spelades i formuläret differentiell dvs IR spektra av undersökta substansen togs som en referens. Ett sådant tillvägagångssätt tillåter för exponering av förändringarna i spektra som inträffar under polymerisation: försvinnandet av obligationer ses således som en positiv signal (ökande transmittans) medan bildandet av de nya obligationerna ses som negativa toppar ( fallande transmittans) (figur 4).
IR-spektra som noterats under analyt electropolymerization visas i figur 4. Det kan ses, sker vissa förändringar på cirka 1600 cm-1, vilket tyder på försvinnandet av några av materialets dubbelbindningar. De viktigaste är förändringar i regionen mellan 700-900 cm-1: ökningen av överföringen på 750 och 675 cm-1 indikerar försvinnandet av monosubstituerade ringen, samtidigt en ny signal som härrör från tvåsubstituerade ringen visas cirka 830 cm-1. Utifrån presenterade IR spektroelektrokemisk experimentet, föreslås mekanismen av den electropolymerization bestående i reaktionen av gruppen vinyl med gratis bensen ringen.
I exemplet presenteras av Raman spektroelektrokemisk studier undersöks potentiellt-inducerad strukturella förändringar av polyaniline film deponeras på det electrografted lagret av anilin (figur 5). Den Raman spectra registrerades under potentiostatic förhållanden i 1 M H2så4 lösning i intervallet 800-1700 cm-1 använder 830 nm excitation laser och 1200 linjer gallerdurk 25.
Raman spectroelectrochemistry resultaten av polyaniline electropolymerized på electrografted guld substratet (PANi/aminosyror/Au) visas i figur 5. Signalen uppdraget var baserad på litteratur data11,26,27,28. På apparatens nollinställning 0 mV, banden på 1178 cm-1, 1265 cm-1 och 1608 cm-1 som följer av C-H i-plan böjning, C-N stretching, och C-C stretching respektive observeras och bekräfta att polyaniline nedan den Det finns potential för A-redox par i formuläret leucoemeraldine. Ökningen av tillämpad potential ovan potentialen i de första redox par (A) orsakar bildandet av C-N stretching banden på 1239 cm-1 och 1264 cm-1och semiquinone polyaniline struktur som indikeras med två överlappande toppar inom regionen 1300-1420 cm-1 . Ytterligare ökning av den potentiella upp till 500-700 mV, dvs över potentialen hos andra redox paret (B), orsakar en korrelerade tillväxt av tre band: på 1235 cm-1- C-N stretching, 1483 cm-1- C = N stretching och 1590 cm- 1- C = C stretching, som är karakteristiska för deprotonated quinoid ringen. Detta åtföljs av minskningen av den relativa intensiteten i 1335 cm-1 band, som anger polyaniline övergång till pernigraniline form.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56653/56653fig1.jpg"> Figur 1 : System för överföring IR-spectroelectrochemistry cell (a) och dess sida Visa efter montering (b). <a href="/files/ftp_upload/56653/56653fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56653/56653fig2.jpg"> Figur 2 : System av reflektans celler för IR-spectroelectrochemistry. Yttre reflektans celler a) och b) används för utredning av koncentrationsgradient arter. Interna reflektans cell c) används för utredning av arter adsorberat på elektroden. <a href="/files/ftp_upload/56653/56653fig2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56653/56653fig3.jpg"> Figur 3 : System av Raman spektroelektrokemisk cell <a href="/files/ftp_upload/56653/56653fig3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56653/56653fig4v3.jpg"> Figur 4 : IR spektra av monomeren på olika potentialer tillämpas <a href="/files/ftp_upload/56653/56653fig4v3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56653/56653fig5.jpg"> Figur 5 : Raman spectra av polyaniline på annan potential; infoga: CV kurva registreras för polyaniline filmen <a href="/files/ftp_upload/56653/56653fig5large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Raman and IR Spectroelectrochemical Methods as Tools to Analyze Conjugated Organic Compounds at JoVE.com

Raman and IR Spectroelectrochemical Methods as Tools to Analyze Conjugated Organic Compounds

Ett protokoll för stegvisa Raman och IR spektroelektrokemisk analys presenteras.

Raman och IR spektroelektrokemisk metoder som verktyg för att analysera konjugerade organiska föreningar

In the presented work, two spectroelectrochemical techniques are discussed as tools for the analysis of the structural changes occurring in the molecule ...

Ramen och IR spektroelektrokemi kan användas för avancerad karakterisering av strukturella förändringar i elektrokonduktiva komponenter förvärva under en elektrokemisk process och, till exempel, studiet av reaktioner mekanism. Den största fördelen är möjligheten att observera signalen som härrör från de mellanliggande produkterna i den elektrokemiska processen, eller undersökande process, där produkterna inte kan separeras. Innan du utför spektroelektrokemiska studier, använd cykliska voltametri för att bestämma de potentiella intervallen för de redox processer av intresse.För att påbörja proceduren, skölj en indiumtent oxidbelagd kvarts arbetselektrod med avjoniserat vatten. Sonikera kvarts ito elektroden i actone, och isopropyl alkohol, i sekvens, i 15 minuter vardera. Medan ito elektroden håller på att sonicated, bränna arbetsområdet av en platina tråd, eller spiral mot-elektrod, i lågan av en hög temperatur gas fackla, bara tills tråden blir röd.Låt ledningen svalna till rumstemperatur i omgivande luft. Ta bort referenselektroden från dess lagringselektrolytlösning, och skölj den tre gånger med det lösningsmedel som ska användas under mätningarna. Rengör lämpligt spektroelektrokemiskt kärl med etanol, isopropylalkohol eller aceton, och låt det torka.Rengör cellens övriga komponenter med aceton, och låt dem lufttorka i minst en minut. När ultraljudsbehandling av ito elektroden är klar, låt den lufttorka. Förbered sedan minst 10 milliliter av en varande elektrolytlösning med en koncentration som är minst 100 gånger större än målanolytkoncentrationen.Om tillämpligt för experimentet, förbered två milliliter av en en millimolarantolytlösning i elektrolyten. Bubbla inert gas genom anolyt- eller elektrolytlösningen i 5 minuter vid ett måttligt gasflöde, så att endast små bubblor dyker upp vid lösningens yta. Efteråt, fortsätt till den valda spektroelektrokemi förfarande.När du är redo att påbörja IR-robustet monterar du den rena IR-spektroelektrokemiska cellen. Se till att elektroderna inte har kontakt med varandra. Fyll den monterade cellen med rent lösningsmedel och kontrollera den för läckor.Justera monteringen efter behov för att säkerställa att cellen är läckagefri. När du är klar, ta bort lösningsmedlet. Därefter slår du på IR-spektrometern, och öppnar instrumentprogramvaran.Fyll cellen med anolytlösningen, se till att de områden av elektroderna som kommer att bestrålas av incidentstrålen är nedsänkta, eller lösning ritades av kapillärkrafterna mellan ATR-kristallen och den bifogade elektroden. Sedan, ladda cellen i instrumentet. Anslut elektroderna till en pontentiostat, var noga med att inte låta elektroderna eller kontakterna röra vid varandra.Fyll i IR-spektrumförvärvsparametrarna, och registrera ett bakgrundsspektrum av lösningen utan att någon potentiell tillämpas. Applicera sedan en potential på noll volt på den arbetande elektroden. Skaffa och spara ett inledande IR-spektrum.Öka sedan den tillämpade potentialen med 100 millivolt, vänta i 15 sekunder och skaffa ett annat IR-spektrum. Upprepa denna process tills spektra har förvärvats för hela potentiella utbud av intresse. För att utvärdera reversibiliteten för redox-processen av intresse, returnera den tillämpade potentialen på det initiala värdet i 100 millivoltsteg och skaffa ett spektrum för varje steg.Annars återgår du till det initiala värdet i ett enda steg, och förvärvar endast ett spektrum. Därefter subtrahera det inledande spektrumet från alla andra spektrum för att erhålla differentialspektra. Koppla sedan bort cellen, och överför lösningen till en elektrokemisk cell, per CV.Före ramenspektroelektrokemiska studie, belägga en ren tråd, eller plattelektrod, med anolyten, genom elektropolymerisering eller doppgjutning.När du är redo att vara studien, slå på ramen spektrometer, laser och kontroll programvara. Montera spektroelektrokemiska cellen, var noga med att hålla elektroderna åtskilda. Placera den anolytbelagda arbetselektroden så nära cellväggen som möjligt, vänd mot den inkommande infallande strålen, samtidigt som utrymme för en lösning kan flöda mellan den och väggen.Lägg sedan till cirka två milliliter av elektrolyten eller anolytlösningen till cellen, så att alla elektroder är nedsänkta i lösning. Placera cellen i spektrometern och anslut elektroderna till en potentiostat, var noga med att hålla elektroderna från att röra varandra. Fokusera spektrometerkameran på filmen som deponerats på arbetselektroden.Stäng sedan spektrometerskyddet. Välj den lasertyp och den gradering som är lämplig för provet. Fokusera laserstrålen på den fungerande elektrodytan så att den skarpaste möjliga punkten eller linjen visas.Ställ in spektrala intervallet, tid för belysning, antal repetitioner, och laserkraft i spektrometern programvara, lämpligt för provet. Använd låg lasereffekt för att undvika att provet förstörs. Skaffa ett inledande ramenspektrum.Justera datainsamlingsparametrarna och upprepa genomsökningen efter behov tills ett bra initialt spektrum har förvärvats. Applicera sedan en startpotential på noll volt på den arbetande elektroden. Samla ett spektrum och spara det med ett beskrivande filnamn.Sedan, öka den tillämpade potentialen med 100 millivolt, vänta 15 sekunder och samla ett annat spektrum. Fortsätt att förvärva och spara spektra på detta sätt, under hela det önskade intervallet av tillämpad potential, sedan förvärva ett annat spektrum vid den initiala potentialen att utvärdera reversability av redox processen av intresse. Därefter korrigerar du de potentiella värdena, med hjälp av CV, som tidigare beskrivits.Differential IR spektra, tas under elektropolymerisering av en triphenylamine-baserade hydrazone, derivat med reaktiva vinyl grupper, visade ökad transmittans på cirka 16 hundra omvänd centimeter, som anger förlusten av några av de monomerer konjugerade dubbel-obligationer under electropolymerization. Förändringarna i transmittans mellan 675 och 900 inversa centimeter indikerade förlusten av IR-signal, från monostituterad bensen, och en ny IR-signal från disubstituted bensen. Detta föreslog en elektropolymerering mekanism som innebär en reaktion mellan vinyl grupper, och monosubstituted bensen ringar.Ramen spektroskopi av en polyanilin film deponeras på en guld elektrod, elektrographed det med anolyne, visade band karakteristiska för leukoemeraldin form vid startpunkt potential noll millivolt. När den tillämpade potentialen ökade utöver den första redox par polyanilin, band som anger en övergång till semikinon polyanilin struktur observerades. Öka den tillämpade potentialen utöver det andra redox paret resulterade i ökad intensitet av bandets karakteristiska för deprotenated quinoid ringen, och minskade intensiteten av ett band som kännetecknar semi-quinone radikal.Detta indikerade att polyanilinen hade övergått till pernigranilinformen. Denna teknik banade väg för forskare inom området organisk elektronik att utforska strukturella förändringar förvärva under redox processer, uppskatta kvaliteten på enskilda lager, undersöka systemets hållbarhet under flera oxidationsreduktion cykler, eller studera diffusion i flerskiktsstrukturer. Medan du försöker detta förfarande, kom ihåg att vissa molekylära vibrationer kan vara aktiva endast i IR eller ramen spektroskopi, vilket gör dem komplement till varandra.Bästa resultat erhålls när ändringarna involverar grupper som är aktiva i den teknik som används. Glöm inte att det kan vara extremt farligt att arbeta med organiska lösningsmedel. Lämpliga försiktighetsåtgärder bör alltid vidtas under denna procedur.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

Analys av flyktiga och Oxidation Känsliga Föreningar med kall Inlet System och Electron Impact masspektrometri

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The ...

Layer-by-layer Synthesis and Transfer of Freestanding Conjugated Microporous Polymer Nanomembranes

Skikt för skikt syntes och överföring av fristående Conjugated mikroporös polymer Nanomembranes

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in ...

Au-Interaction of Slp1 Polymers and Monolayer from Lysinibacillus sphaericus JG-B53 - QCM-D, ICP-MS and AFM as Tools for Biomolecule-metal Studies

Au-Interaction of Slp1 Polymers and Monolayer from Lysinibacillus sphaericus JG-B53 - QCM-D, ICP-MS and AFM as Tools for Biomolecule-metal Studies

Au-Interaktion av Slp1 polymerer och monolager från<em&gt; Lysinibacillus sphaericus</em&gt; JG-B53 - QCM-D, ICP-MS och AFM som verktyg för Biomolecule metall Studier

In this publication the gold sorption behavior of surface layer (S-layer) proteins (Slp1) of Lysinibacillus sphaericus JG-B53 is described. These ...

Preparation of Biopolymer Aerogels Using Green Solvents

Framställning av Biopolymer Aerogel använda grön Lösningsmedel

Although the first reports on aerogels made by Kistler1 in the 1930s dealt with aerogels from both inorganic oxides (silica and others) and biopolymers ...

Fizzy Extraction of Volatile Organic Compounds Combined with Atmospheric Pressure Chemical Ionization Quadrupole Mass Spectrometry

Fizzy Extraction av flyktiga organiska föreningar kombinerat med atmosfärstryck Kemisk ionisering Quadrupole Mass Spectrometry

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

Ympning Multiwalled kolnanorör med polystyren för självmontering och Anisotrop flammighet

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Time-resolved Photophysical Characterization of Triplet-harvesting Organic Compounds at an Oxygen-free Environment Using an iCCD Camera

Tid-löst Photophysical karakterisering av triplett-skörd organiska föreningar i en syrefri miljö med en iCCD kamera

Here, we present a sensible method of the acquisition and analysis of time-resolved photoluminescence using an ultrafast iCCD camera. This system enables ...

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Controlled Photoredox Ring-Opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Mediated by Ni/Zn Complexes

Kontrollerade Photoredox ringa-öppning polymerisation av O- Carboxyanhydrides medieras av Ni/Zn komplex

Here, we describe an effective protocol that combines photoredox Ni/Ir catalysis with the use of a Zn-alkoxide for efficient ring-opening polymerization, ...

Using Cyclic Voltammetry, UV-Vis-NIR, and EPR Spectroelectrochemistry to Analyze Organic Compounds

Använda cyklisk voltametri, UV-Vis-NIR och EPR Spectroelectrochemistry att analysera organiska föreningar

Cyclic voltammetry (CV) is a technique used in the analysis of organic compounds. When this technique is combined with electron paramagnetic resonance ...

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional ÃƒÂÃ¢â€šÂ¬-conjugate Systems

Ultrasnabba Time-resolved Near-IR Stimulerade Raman Mätningar av funktionella π-konjugatsystem

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...