Piridin tipi organometalik kompleksler ile katı yüzeylerin kovalent modifikasyonu ve karakterizasyonu
Covalent modification of solid surfaces by pyridine type organometallic complexes and their characterization
Yazar: ALİ YEŞİLDAĞ
Danışman: DOÇ. DR. DUYGU EKİNCİ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada katı yüzeylere kovalent bir şekilde bağlanmış rutenyum kompleks filmlerinin sentezi için yeni bir yaklaşım geliştirmeyi amaçladık. Bu amaç doğrultusunda iki adımdan oluşan bir sentetik strateji geliştirildi. Öncelikle, 3-aminopiridin (3-AP), 4-aminopiridin (4-AP), 6-aminokinolin (6-AK) ve 5-aminofenantrolin (5-AF) molekülleri kullanılarak, ilk kez diazonyum yüzey modifikasyon metodu vasıtasıyla camsı karbon (GC), yüksek oryantasyon pirolitik grafit (HOPG), silisyum ve altın gibi elektrot yüzeyleri kaplandı. Bu heteroaromatik amin moleküllerinin kararlı diazonyum tuzlarını izole etmek mümkün olmadığından, elektrokimyasal redüksiyon in-sitü modifikasyon şartları altında gerçekleştirildi. Bu şekilde elektrot yüzeyleri üzerinde metal koordinasyonu için birçok kararlı piridin, kinolin ve fenantrolin ligand merkezleri oluşturuldu. Daha sonra sonuç organometalik ince filmleri sentezleyebilmek için, ligand modifiye elektrotlar kullanılarak RuCl3 çözeltisinde geleneksel bir kimyasal reaksiyon gerçekleştirildi. Yüzeyler üzerindeki ligand ve organometalik filmlerin varlığı X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile doğrulandı. Yüzeylerin morfolojik analizi ise taramalı tünelleme elektron mikroskobu (STM) ile araştırıldı. Ligand modifiye GC elektrotların bariyer özellikleri ferrosen, K3Fe(CN)6 ve Ru(NH3)6Cl3 gibi redoks moleküllerinin varlığında dönüşümlü voltametri tekniği ile çalışıldı. Karakterize edilen rutenyum kompleks filmlerinin elektrokimyasal davranışı asetonitril çözeltisinde voltametrik metotlar kullanılarak araştırıldı. Ayrıca silisyum elektrotlar üzerindeki organometalik filmlerin optiksel özellikleri emisyon yöntemlerinden faydalanılarak incelendi.
Anahtar Kelimeler: Diazonyum tuzları, elektrokimyasal redüksiyon, kovalent modifikasyon, katı yüzeyler, organometalik filmler, piridin, kinolin, fenantrolin.

Abstract:
In this study, we aimed to develop a new approach to the construction of ruthenium complex films that are covalently attached to the solid surfaces. For this purpose, we envisioned a two-step synthetic strategy. First, electrode surfaces such as glassy carbon (GC), highly ordered pyrolytic graphite (HOPG), silicon and gold were derivatized for the first time through the diazonium surface modification method using 3-aminopyridine (3-APy), 4-aminopyridine (4-APy), 6-aminoquinoline (6-AQn) and 5-aminophenanthroline (5-APhen) molecules. The electrochemical reduction was carried out under in-situ modification conditions because it was not possible to isolate the stable diazonium salts of these heteroaromatic amine molecules. In this way, many robust pyridine, quinoline and phenanthroline ligand sites for metal coordination on the electrode surfaces were produced. Next, to synthesize the final organometallic films, a conventional chemical reaction was performed in RuCl3 solution using the ligand-modified electrodes. The presence of the ligand and organometallic films on the surfaces was verified by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The morphological analysis of the surfaces was also examined by scanning tunnelling microscopy (STM). The barrier properties of the ligand modified GC electrodes were studied in the presence of redox probes such as ferrocene, K3Fe(CN)6 and Ru(NH3)6Cl3 by cyclic voltammetry. The electrochemical behavior of the characterized ruthenium complex films was investigated in acetonitrile solution using voltammetric methods. In addition, the optical properties of the organometallic films on silicon electrode surfaces were examined using emission methods.
eywords: Electrochemical reduction, diazonium salts, covalent modification, solid surfaces, organometallic films, pyridine, quinoline, phenanthroline.