Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-06T15:01:10Z
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2015_KarolyneVileladeOliveira.pdf: 4124843 bytes, checksum: a896d190db2a100ab397386387efb480 (MD5) / Neste trabalho foram preparados dois substratos com atividade SERS (surface-enhanced Raman scattering), baseados na dispersão de nanopartículas de prata em solução aquosa (AgNPs/Coloide) e em gel de agarose (AgNPs/Agar). Esses substratos foram caracterizados por MET e espectroscopia UV-vis. Ambos os substratos foram também investigados pelo efeito SERS, registrando-se 100 espectros em triplicata empregando o modo de mapeamento Raman numa região de 20x20 µm. Os diâmetros médios das AgNPs nas amostras de AgNPs/Coloide e AgNPs/Agar foram de 8 nm e 19 nm, respectivamente. Os espectros UV-vis desses materiais revelam que as AgNPs/Agar apresentam ressonâncias de plasmon de superfície na região de 600 nm. A adsorção da rodamina 6G (R6G) foi investigada para ambos os substratos, para concentrações entre 10-8 M e 10-5 M, por excitação SERS em 632,8 nm. As intensidades SERS da R6G nas AgNPs/Agar foram ca. 10 vezes mais fortes que aquelas apresentadas para a R6G adsorvida nas AgNPs/Coloide. As isotermas de adsorção obtidas para ambos os substratos foram bem ajustadas a isotermas de Langmuir com constantes de adsorção e energias livres de Gibbs de adsorção semelhantes, características de adsorção química. As AgNPs/Agar também foram investigadas como um substrato SERS-ativo para a adsorção de azul de metileno (MB), cristal violeta (CV) e benzotriazolato (BTA). Os resultados SERRS para o MB mostraram sinais de monômeros e dímeros de MB. Os resultados também mostraram que R6G e CV adsorvem na superfície das AgNPs/Agar formando pares iônicos com os íons cloreto adsorvidos usados para promover agregação, enquanto que o MB e BTA adsorvem quimicamente na superfície das AgNPs formando ligações Ag-N. Curvas de intensidade SERS vs. concentração do adsorbato em solução foram usadas para obter isotermas de adsorção. Em todos os sistemas investigados os dados experimentais apresentaram razoável ajuste para isotermas de Langmuir com constante de adsorção e energia livre de Gibbs de adsorção compatível com adsorção química (< -30 kJ.mol-1). Os resultados (SERS/SERRS) para R6G, MB e CV, em concentração de 10-8 M, adsorvidos em AgNPs/Agar mostraram que os sinais SERS/SERRS de moléculas únicas desses adsorbatos foram observados, mostrando que o material AgNPs/Agar obtido é um substrato adequado para a investigação SERS de adsorbatos em concentrações muito baixas. / Two different SERS (surface-enhanced Raman scattering) substrates have been prepared based on silver nanoparticles (AgNPs) dispersed in water solution (AgNPs/Colloid) and in agarose gel (AgNPs/Agar). The materials were characterized by TEM and UV-vis spectroscopy. Both substrates were also investigated by SERS by recording 100 spectra in triplicates, using the Raman mapping procedure in an area of 20x20 µm. The mean diameters of the AgNPs in these substrates were 8 nm and 19 nm, respectively. The UV-vis spectra of these materials show that the AgNPs/Agar present AgNPs aggregates with surface plasmon resonances in the region of 600 nm. The adsorption of Rhodamine 6G (R6G) at concentrations ranging from 10-8 M to 10-5 M on both substrates was investigated by SERS excitation at 632.8 nm. The SERS intensities of R6G on the AgNPs/Agar were ca. 10 times stronger than those displayed for R6G adsorbed on the AgNPs/Colloid. Adsorption isotherms obtained for both substrates were well fitted to Langmuir isotherms with similar adsorption constants and free Gibbs adsorption energy, characteristic of chemical adsorption. The AgNPs/Agar was further investigated as a SERS-active substrate for the adsorption of Methylene Blue (MB), Crystal Violet (CV) and benzotriazolate (BTA). The SERRS results for MB have shown signals from MB monomers and dimers. The results have also shown that R6G and CV adsorb on the AgNPs/Agar surface forming ion-pairs with the adsorbed chloride ions used to promote the AgNPs aggregation, while MB and BTA adsorb chemically on the AgNPs surface forming Ag-N bonds. Curves of SERS intensity vsadsorbate concentration in solution were used to obtain adsorption isotherms. In all investigated systems the experimental data presented reasonable fitting to Langmuir isotherm with adsorption constants and free Gibbs adsorption energy compatible with chemical adsorption (< -30 kJ.mol-1). The results (SERS/SERRS) for R6G, MB and CV at 10-8 M concentration adsorbed on AgNPs/Agar have shown that SERS/SERRS signals from single molecules of these adsorbates were observed, showing that the AgNPs/Agar material obtained is a suitable substrate for SERS investigation of adsorbates at very low concentrations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/20361 |
| Date | 02 December 2015 |
| Creators | Oliveira, Karolyne Vilela de |
| Contributors | Rubim, Joel Camargo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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