In this work Ru(II) polypyridine complexes were used as redox active molecules to
study interactions with quantum dots (QDs) surface. The synthesis of cadmium
telluride (CdTe) quantum dots passivated with the organic stabilizer mercaptopropionic
acid (MPA) and with stabilizer mixture of MPA and L-cysteine (CYS) was carried out
in aqueous solution via hydrothermal heating, and the synthesis parameters such as
pH and Cd/Te/stabilizer ratio were fixed according to the literature. The colloidal
dispersion was characterized by UV visible absorption spectroscopy, as well as
infrared and photoluminescence. Absorption spectra were broad with a single band
and the emission showed band maxima at 612 nm and 598 nm for CdTe-MPA and
CdTe-MPA/CYS (labelled in this work as CdTe-CYS) respectively (indicating quantum
confinement). Particle diameters were calculated using a cubic empirical formula
based on the maximum absorption wavelength. Cyclic voltammetry showed the
presence of anodic and cathodic peaks corresponding to redox processes of CdTe
QDs. Electrochemical band gaps were estimated from the onset values of oxidation
and reduction peaks, finding a correspondence with the optical band gaps estimated
from absorption and emission spectra. Polypyridine ruthenium(II) complexes
[Ru(bpy)3](PF6)2 and [Ru(Me-bpy)3](PF6)2 (labelled in this work as Ru-1 and Ru-2,
respectively) were synthesized via hydrothermal method for 72 h at 170ºC. The solids
obtained were characterized by UV visible spectroscopy and the main transitions
involved in the polypyrinde complexes were observed. Fluorescence spectroscopy
exhibited a band assigned to the radiative deactivation of the lowest energy excited
state (3MLTC). A redox pair of the complex was observed in the cyclic voltammograms,
assigned to Ru2+/Ru3+ metal center. The possibility of interactions between the
quantum dots and the complexes was evaluated by electrochemical measurements.
Anodic differential pulse voltammograms showed that the redox potentials of QDs were
modified due to the presence of the Ru(II) polypyridine complexes onto the QD’s
surfaces. Oxidation peak from QDs was shifted to more positive values while the
complexes’s redox peaks shifted to less positive values, indicating that the system
shows characteristics of a nanocrystal molecular conjugated. / Neste trabalho utilizou-se complexos polipiridínicos de Ru(II) como molécula
redox ativa no estudo da interação com a superfície dos quantum dots (QDs). A
síntese dos quantum dots de Telureto de Cádmio (CdTe) passivados com o
estabilizante orgânico MPA (ácido mercaptopropiônico), e com a mistura de
estabilizantes MPA e CYS (� – Cisteína) foi realizada em solução aquosa, via
hidrotermal, e os parâmetros de síntese, como pH e relação Cd/Te/estabilizantes
fixados conforme a literatura. A dispersão coloidal foi caracterizada por espectroscopia
de absorção no UV Visível, no infravermelho e de emissão. Os espectros de absorção
se apresentaram largos com apenas uma banda, e de emissão com máximo em 612
e 598 nm, para CdTe-MPA e CdTe-MPA/CYS (nomeado neste trabalho como CdTe-
CYS), respectivamente (indicando confinamento quântico). Os diâmetros das
partículas foram calculados usando-se uma fórmula empírica cúbica, a partir do
comprimento de onda máximo de absorção. A voltametria cíclica mostrou a presença
de picos anódicos e catódicos correspondentes a processos redox dos QDs de CdTe.
Os band gaps eletroquímicos foram estimados pelos valores dos onsets e dos picos
de oxidação e redução e encontrados correspondência com os band gaps ópticos
estimados a partir dos espectros de absorção e emissão. Os complexos polipiridínicos
de rutênio (II), [Ru(bpy)3](PF6)2 e [Ru(Me-bpy)3](PF6)2 (nomeados neste trabalho como
Ru-1 e Ru-2, respectivamente), foram sintetizados através do método de síntese
hidrotermal por 72 h a 170 ºC. O sólido obtido foi caracterizado por espectroscopia de
absorção no UV Visível e principais transições eletrônicas envolvidas nos complexos
polipiridínicos foram observadas, a espectroscopia de fluorescência exibiu a banda
atribuída a desativação radiativa do estado excitado de menor energia (3TCML). Na
voltametria cíclica foi observado um par redox do complexo atribuído ao centro
metálico Ru(II)/(III). A possibilidade de interação entre os quantum dots de CdTe e os
complexos foi avaliada por medidas eletroquímicas. Voltamogramas de pulso
diferencial anódico mostraram que os potenciais redox dos QDs são modificados
devido a presença dos complexos polipiridínicos de Ru(II) na superfície dos QDs. Os
picos de oxidação dos QDs foram deslocados para potenciais mais positivos enquanto
o pico redox dos complexos deslocou para potenciais menos positivos, indicando que
o sistema exibiu características de um conjugado nanocristal-molecular.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/6064 |
| Date | 13 May 2016 |
| Creators | Bispo, Thalita Santos |
| Contributors | Gimenez, Iara de Fátima, Sussuchi, Eliana Midori |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Química, UFS, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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