New strategies for obtaining the SERS effect in organic solvents
Aplikace | 2023 | MetrohmInstrumentace
Integrace elektrochemie a povrchově zesíleného Ramanova rozptylu (EC-SERS) představuje vysoce citlivý nástroj pro in situ detekci molekulárních analýz. Zatímco klasické EC-SERS protokoly jsou omezené na vodné prostředí, rozšíření těchto metod do organických rozpouštědel umožňuje analýzu látek nerozpustných či nestabilních ve vodě, což je klíčové pro průmyslové i environmentální aplikace.
Studie má za cíl rozvinout a demonstrovat nové postupy elektrochemické aktivace zlata a stříbra pro získání SERS substrátů v organických médiích. V praxi je ověřena schopnost detekovat krystalovou violeť v acetonitrilu a fungicid mancozeb v DMSO.
Pro simultánní elektrochemické a Ramanovo měření byl použit přístroj SPELEC RAMAN (785 nm laser, bipotenciostat/galvanostat, spektrometr 785–1010 nm). Následující komponenty a podmínky:
Gold electrode – Crystal violet:
Navržené EC-SERS protokoly umožňují snadnou přípravu nanostrukturovaných elektrod v jednom experimentu bez komplikovaných chemických kroků. Metoda nabízí:
Očekává se rozšíření metodiky na další organická rozpouštědla, optimalizace podpůrných elektrolytů a integrace s mikrofluidními a automatizovanými systémy. Kombinace EC-SERS s jinými spektroskopickými technikami či přenosnými přístroji může zvýšit využitelnost v terénu a v procesní analytice.
Studie prokázala, že elektrochemická aktivace zlatých a stříbrných elektrod v organických médiích generuje efektivní SERS substráty. Au elektroda detekovala krystalovou violeť až do 1 µmol/L v acetonitrilu, Ag elektroda spolehlivě odhalila fungicid mancozeb v DMSO. Navržený přístup rozšiřuje možnosti citlivé analýzy látek nerozpustných ve vodě.
RAMAN Spektrometrie, Elektrochemie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Integrace elektrochemie a povrchově zesíleného Ramanova rozptylu (EC-SERS) představuje vysoce citlivý nástroj pro in situ detekci molekulárních analýz. Zatímco klasické EC-SERS protokoly jsou omezené na vodné prostředí, rozšíření těchto metod do organických rozpouštědel umožňuje analýzu látek nerozpustných či nestabilních ve vodě, což je klíčové pro průmyslové i environmentální aplikace.
Cíle a přehled studie / článku
Studie má za cíl rozvinout a demonstrovat nové postupy elektrochemické aktivace zlata a stříbra pro získání SERS substrátů v organických médiích. V praxi je ověřena schopnost detekovat krystalovou violeť v acetonitrilu a fungicid mancozeb v DMSO.
Použitá metodika a instrumentace
Pro simultánní elektrochemické a Ramanovo měření byl použit přístroj SPELEC RAMAN (785 nm laser, bipotenciostat/galvanostat, spektrometr 785–1010 nm). Následující komponenty a podmínky:
- Pracovní elektrody: zlatá a stříbrná.
- Protipóly: ocelová elektroda, referenční Ag/AgCl.
- Spektroelectrochemická buňka pro konvenční elektrody.
- Podpůrné elektrolyty: 0,1 mol/L tetrabutylammonium hexafluorofosfát (TBA) v acetonitrilu nebo DMSO.
- Software: DropView SPELEC pro synchronizovaný záznam elektrochemických a optických dat.
Hlavní výsledky a diskuse
Gold electrode – Crystal violet:
- Elektrochemická aktivace: oxidace Au povrchu (+1,80 V) následovaná redukcí (+1,03 V) při zpětném skenování.
- Optimální médium: acetonitril s 0,1 mol/L TBA.
- V experimentu CV sken od +0,70 V do +2,00 V a zpět na -0,60 V, maximální SERS signál při +0,20 V.
- Snížení koncentrace krystalové violeťe umožnilo detekci již 1 µmol/L na Ramanově pásu 1175 cm⁻¹.
- Předběžné cykly pro aktivaci Ag povrchu (+0,60 V až -0,60 V) pětinásobně, detekce od druhého cyklu.
- Rozpouštědlo DMSO s 0,1 mol/L TBA, koncentrace mancozebu 0,5 mmol/L.
- Identifikace charakteristických Ramanových pásů mancozebu (240, 422, 463, 516, 560, 660, 912, 990, 1187, 1272, 1522, 1615 cm⁻¹).
- SERS signál stabilní od cyklu 2 do 5, dvě cykly postačují pro opakovatelnou detekci.
Přínosy a praktické využití metody
Navržené EC-SERS protokoly umožňují snadnou přípravu nanostrukturovaných elektrod v jednom experimentu bez komplikovaných chemických kroků. Metoda nabízí:
- Vysokou citlivost a selektivitu v organických médiích.
- Možnost analýzy látek nerozpustných ve vodě.
- Rychlou synchronizovanou elektrochemickou a optickou detekci.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření metodiky na další organická rozpouštědla, optimalizace podpůrných elektrolytů a integrace s mikrofluidními a automatizovanými systémy. Kombinace EC-SERS s jinými spektroskopickými technikami či přenosnými přístroji může zvýšit využitelnost v terénu a v procesní analytice.
Závěr
Studie prokázala, že elektrochemická aktivace zlatých a stříbrných elektrod v organických médiích generuje efektivní SERS substráty. Au elektroda detekovala krystalovou violeť až do 1 µmol/L v acetonitrilu, Ag elektroda spolehlivě odhalila fungicid mancozeb v DMSO. Navržený přístup rozšiřuje možnosti citlivé analýzy látek nerozpustných ve vodě.
Reference
- González-Hernández J., Ott C. E., Arcos-Martínez M. J. et al. Rapid Determination of the ‘Legal Highs’ 4-MMC and 4-MEC by Spectroelectrochemistry: Simultaneous Cyclic Voltammetry and In Situ Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. Sensors 2022, 22(1), 295.
- Ibáñez D., González-García M. B., Hernández-Santos D., Fanjul-Bolado P. Detection of Dithiocarbamate, Chloronicotinyl and Organophosphate Pesticides by Electrochemical Activation of SERS Features of Screen-Printed Electrodes. Spectrochim. Acta A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2021, 248, 119174.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
UV-Vis spectroelectrochemical cell for conventional electrodes
2023|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-SEC-003 UV-Vis spectroelectrochemical cell for conventional electrodes Novel cell for spectroelectrochemistry studies in aqueous and organic media A novel UV-Vis spectroelectrochemical cell for reflection conventional electrodes is described in this spectroelectrochemical measurements in both Application Note. The new…
Klíčová slova
spectroelectrochemical, spectroelectrochemicalspelec, speleccell, cellvis, visreflection, reflectionelectrochemical, electrochemicalelectrodes, electrodeselectrode, electrodeferrocenium, ferroceniumreflecell, reflecellexperiments, experimentsaqueous, aqueousconventional, conventionalferricyanide, ferricyanidedropview
Spectroelectrochemistry Applications Book
2022|Metrohm|Příručky
Spectroelectrochemistry Applications Book Table of contents Spectroelectrochemistry.............................................................................1 UV-Vis spectroelectrochemistry................................................................2 NIR spectroelectrochemistry......................................................................4 Raman spectroelectrochemistry...............................................................5 References......................................................................................................8 "Shedding light on the unknown" Shedding light, in the literal sense of the phrase, on electrochemical knowledge and procedures. Spectroelectrochemistry offers analysts more information by being…
Klíčová slova
spectroelectrochemistry, spectroelectrochemistryprocesses, processesraman, ramansers, serselectrocatalysis, electrocatalysiselectrochemical, electrochemicalelucidation, elucidationreaction, reactionspelec, speleccorrosion, corrosionredox, redoxscience, sciencedoping, dopingmonitoring, monitoringevolution
Spectroelectrochemistry within everyone’s reach
2019|Metrohm|Ostatní
Spectroelectrochemistry within everyone’s reach When combining two techniques became the perfect solution for your research Advanced instruments for getting the most of your experiments through a dedicated and easy to use software. A complete solution for obtaining synchronized optical and…
Klíčová slova
spelec, spelecspectroelectrochemistry, spectroelectrochemistrydropview, dropviewelectrochemical, electrochemicalnir, nirraman, ramanintegrated, integratedthanks, thanksvis, viselectrocatalysis, electrocatalysisyour, yourspectroelectrochemical, spectroelectrochemicaloptically, opticallysolution, solutionfully
UV/VIS spectroelectrochemical monitoring of 4-nitrophenol degradation
2019|Metrohm|Aplikace
AN-RA-004 UV/VIS spectroelectrochemical monitoring of 4-nitrophenol degradation Summary Spectroelectrochemistry is a multi-response technique that provides both electrochemical and spectroscopic information about a chemical system in a single experiment, i.e., it offers information from two different points of view. Spectroelectrochemistry focused…
Klíčová slova
metrohm, metrohmspectroelectrochemistry, spectroelectrochemistryelectrochemical, electrochemicalreflection, reflectionvis, visspectroelectrochemical, spectroelectrochemicalbipotentiostat, bipotentiostatspelec, spelecprovides, providesgalvanostat, galvanostatcell, cellscreen, screenspectroscopic, spectroscopicreal, realexperiments