Niekowalencyjna funkcjonalizacja tlenku grafenu barwnikami porfirynowymi
Funkcjonalizacja materiałów na bazie grafenu (GBM) jest szybko rozwijającą się dziedziną badań. Głównym celem niniejszej pracy doktorskiej była synteza hybryd opartych na GBM (GO, rGO) i porfirynach oraz przeprowadzenie szczegółowej analizy spektroskopowej ich właściwości pod kątem potencjalnego zastosowania w projektowaniu układów konwersji energii Porfiryny i otrzymane hybrydy scharakteryzowano przy użyciu metod absorpcji i emisji (stacjonarne I czasowo-rozdzielcze). Do scharakteryzowania hybryd zastosowano także FTIR, spektroskopię Ramana, analizę termograwimetryczną, mikroskopię sił atomowych i analizę pierwiastkową. Rozprawa ta pozwala w pełni zrozumieć niekowalencyjne oddziaływanie nanostruktur porfiryny i GO. Kluczowym elementem badań była analiza parametrów, które kontrolują siłę oddziaływania pomiędzy składnikami hybryd. Celami tej rozprawy są: • zdefiniowanie korelacji między strukturą porfiryny (anionową, neutralną, kationową oraz porfiryną i jej cynkową pochodną) a jej oddziaływaniem w stanie podstawowym i wzbudzonym z GBM, • porównanie właściwości spektroskopowych wolnych porfiryn i porfiryn zaadsorbowanych na powierzchni GBM, • określenie wpływu stopnia utlenienia GBM na siłę oddziaływania z porfiryną i jej właściwości spektroskopowe po adsorpcji na arkuszu GBM, • ustalenie wpływu pH na tworzenie materiału hybrydowego porfiryna/tlenek grafenu. Functionalization of the graphene-based materials (GBM) is a rapidly developing research field. The main aim of this doctoral dissertation was to synthesize hybrids based on GBM (GO or rGO) and porphyrins and to conduct a detailed spectroscopic analysis of their properties in terms of potential use in designing energy conversion systems Porphyrins and obtained nanohybrids were characterized using steady-state and time-resolved absorption and emission methods. In addition, for characterization of the nanohybrids FTIR, Raman spectroscopy, thermogravimetric analysis, atomic force microscopy and elemental analysis were employed. This dissertation allows to fully understand the non-covalent interaction of porphyrin/GO hybrids. The key elements of this study were parameters, which control the strength of the interaction of the hybrids components. The purposes are: • define a correlation between porphyrin structure (anionic, neutral, cationic and free-base vs metalated) and its interaction in the ground-state and excited state with GBM, • comparison of the spectroscopic properties of free porphyrins and porphyrins adsorbed on the surface of GBM, • determination of the effect of GBM oxidation level on the strength of the interaction with porphyrin and its spectroscopic properties after adsorption of the GBM sheet, • establishment of the effect of pH on the formation of the hybrid materials.
tlenek grafenu, graphene oxide, nanohybryda, nanohybrid, porfiryna, porphyrin, spektroskopia, spectroscopy, fotoindukowane przeniesienie elektronu, photoinduced electron transfer
Networked Digital Library of Theses and Dissertations