Struktur und Eigenschaften selbstorganisierter Monolagen von Mercaptopyridinen

Durch irreversible Adsorption  verschiedener strukturisomerer Mercaptopyridine (siehe Bild) aus wäßrigen Elektrolytlösungen auf Goldoberflächen werden Adsorbatschichten erzeugt, die typische Eigenschaften selbstorganisierter Monolagen (SAMs) zeigen.
Diese Monolagen zeigen zudem eine in ihrer Spezifizität und Stärke von der Position der Mercaptogruppe abhängige Fähigkeit zur Extraktion von Chromationen aus wäßriger Lösung (I. Turyan und D. Mandler, Selective Determination of Cr(VI) by a Self-Assembled Monolayer-Based Electrode, Anal. Chem. 69 (1997) 894). Diese gebundenen Ionen können nach Lösungstransfer elektrochemisch nachgewiesen werden.

In diesem Projekt soll durch Kombination elektrochemischer (zyklische Voltammetrie, Tensammetrie) und spektroskopischer Methoden (in situ oberflächenverstärkte Raman Spektroskopie SERS) die Struktur dieser Lagen und die Art und Stärke der Wechselwirkungen zwischen Pyridin und Goldoberfläche sowie Chromationen aufgeklärt werden. In Zusammenarbeit mit D. Mandler, Hebrew University, Jerusalem, Israel, sollen die Einsatzmöglichkeiten derartiger Adsorbate zur Chromatanalytik ggfs. bis zu einem praktischen Verfahren geprüft werden. Zur Unterstützung soll geprüft werden, ob und inwieweit ähnliche Anionen gebunden werden. Dies könnte neben grundsätzlichen Erkenntnissen auch praktische Hinweise für die genannte analytische Applikation haben.

SER-Spektren von 4-MP auf einer Goldelektrode, oben: mit Chromat; unten: ohne Chromat
Vergleichend sollen auf Goldkolloiden unterschiedlicher, definierter Größe entsprechende SAMs hergestellt und mit SERS charakterisiert werden. Neben Beiträgen zum noch immer nur unbefriedigend verstandenen Mechanismus der Oberflächenverstärkung sollen Partikelgrößeneffekte, die Auftreten, Art und Ausmaß der Selbstorganisation betreffen, studiert werden.