[화학실험기법] Synthesis, Electrochemistry and Luminescences of [Ru(bpy)3]2+

소개

"[화학실험기법] Synthesis, Electrochemistry and Luminescences of [Ru(bpy)3]2+"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract

2. Introduction

3. Experimental section
(1) [Ru(bpy)3]Cl2 합성
(2) UV 측정
(3) PL 측정
(4) CV 측정: Redox Potentials of [Ru(bpy)3]2+ by CV and electrocatalytic oxidation of amine compound

4. Results and discussion
(1) [Ru(bpy)3]Cl2 수득률
(2) [Ru(bpy)3]2+의 absorption and emission spectrum
(3) Quenching rate constant 분석, energy or electron transfer
(4) Solution A, B의 CV 측정

5. Conclusions

본문내용

1. Abstract
이 실험은 [Ru(bpy)3]2+의 산화 환원 성질에 대해 알아보고 Fluorescence quenching의 메커니즘을 이해하는 것을 목적으로 한다. Quenching 메커니즘의 2가지 경로인 energy transfer와 electron transfer의 차이점과 구별할 수 있는 방식을 알 수 있다. 이를 위해 [Ru(bpy)3]Cl2를 합성하고 [Ru(bpy)3]Cl2의 emission spectrum과 [Fe(H2O)6]3+의 absorption spectrum을 비교한다. 또한 redox potential을 이용해 Gibbs free energy를 구한다. 그리고 [Fe(H2O)6]3+ 의 농도를 높이면서 얻은 형광 intensity를 보고 Stern-Volmer equation을 확인한다. 또한 [Q]와 I0/I로 ploting한 그래프를 통해 quenching rate constant kq를 계산한다. 마지막으로 주어진 solution을 제조해 [Ru(bpy)3]Cl2와 amine compound와의 반응을 cyclic voltammetry로 측정해 알아본다.

2. Introduction
물질은 빛을 흡수하면 안정한 바닥 상태에서 불안정한 들뜬 상태로 전위가 변한다. 들뜬 상태의 원자나 분자는 불안정하기 때문에, 흡수한 빛 에너지를 방출하여 원래의 안정한 상태로 돌아가려 한다. 이때 바닥 상태로 돌아가면서 방출하는 빛을 형광이라 한다. 형광은 빛을 제거하면 즉시 중단되지만, 형광과 비슷한 현상인 인광의 경우 빛을 제거한 후에도 지속해서 빛을 방출한다. 이처럼 높은 에너지 상태에서 낮은 에너지 상태로 relaxation하는 방식으로 radiative energy transfer과 non- radiative energy transfer가 있다.

형광은 들뜬 분자가 주위의 분자와 충돌하게 되어 non-radiative 방식으로 에너지를 잃게 되며..

<중 략>

참고자료

· 한국물리학회, 물리학백과, “형광”
· 대한화학회, 화학백과, “순환 전압전류법”
· Heimel Paul,Mondal Anirban,May Falk,Kowalsky Wolfgang,Lennartz Christian,Andrienko Denis,Lovrincic Robert. "Unicolored phosphor-sensitized fluorescence for efficient and stable blue OLEDs" Nature Communications
· Paulina Błaszkiewicz, Michał Kotkowiak, Alina Dudkowiak, Fluorescence quenching and energy transfer in a system of hybrid laser dye and functionalized gold nanoparticles, Journal of Luminescence, Volume 183, 2017
· Daniel C. Harris, Quantitative Chemical Analysis 8E, Freeman, 2010
· Christopher K., Danica A., David W.C. MacMillan* Chem. Rev. 2013