음이온성 계면활성제 용액에서 Ru(II)착화합물의 광화학적 및 광물리학적 성질의 연구

국문 초록 (Abstract)

Tris(2,2'-diimine)Ruthenium(Ⅱ)착화합물, Rul^(2+)_(3), (L=2,2'-bipyridine, 4, 4'-dimethyl-2, 2'-bipyridine, 1, 10-phenanthroline, 5-methyl-1, 10-phenanthroline, 5, 6-dimethyl-1, 10-phenanthroline, 4, 4'-diphenyl-2, 2'-bipyridine, 4, 7-diphenyl-1, 10-phenanthroline)의 균일 수용액과 음이온성 계면활성제 Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) 미셀 용액에서의 emission거동과 소광제 (O_(2), methylviologene(MV^(2+)), Cu^(2+), nitrobenzene(NB) 등)에 의한 소광을 연구하였다.
RuL^(2+)_(3)의 emission 세기는 SDS 미셀에서가 균일 수용액보다 강했으며, emission peak는 장파장쪽으로 약 10 - 20 nm 이동하였다. SDS에 의한 emission 세기의 증대는 RuL^(2+)_(3)의 들뜬상태 수명의 증대와 잘 일치하였다. 균일 용액에서 2차 소광 속도 상수(kq)는 NB > O_(2) > MV^(2+) > Cu^(2+)순으로 얻어졌다. RuL^(2+)_(3)의 리간드의 종류에 따른 kq의 변화는 소광제가 MV^(2+). 및 Cu^(2+)일때는 kq와 RuL^(2+)_(3)의 여기 상태 환원전위가 보다 덜 음의 값일수록 kq가 적은 관계가 얻어졌으나, nitrobenzene과 O_(2)의 경우는 리간드의 소수성이 커질수록 kq가 컸다. Cu^(2+)과 MV^(2+)에 의한 RuL^(2+)_(3)의 emission 소광은 SDS 미셀용액에서 3 - 20 배 증가하였으나, O_(2)에 의한 소광은 약 1/2로 감소하였고 nitrobenzene의 경우 0.5 - 0.9 배로 감소하였다. MV^(2+) 및 Cu^(2+)에 의한 소광에서의 SDS 미셀의 영향은 리간드의 소수성이 클수록 적었다.
SDS 미셀과 소광제간의 결합상수는 형광 방법과 용해도를 측정하여 구하였다. 미셀과 MV^(2+), Cu^(2+), NB 간의 결합상수는 각각 11,000, 4,400, 3,800 M^(-1)이었다. MV^(2+)의 결합상수가 Cu^(2+)보다 큰 것은 MV^(2+)과 SDS 미셀간의 결합에 정전기적 상호작용 이외의 소수성 상호작용이 기여하는 것으로 설명된다. RuL^(2+)_(3)와 소광제간의 소광 반응에 대한 SDS 미셀의 영향은 소광제와 SDS간의 결합 세기와 RuL^(2+)_(3)와 소광제의 SDS 미셀에서의 결합 부위의 차이로 설명된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Luminescing behavior and emission quenching of excited tris- (2,2'-diimine) Ruthenium(Ⅱ) complexes, RuL_(3)^(2+) (L = bpy, Me_(2)bpy, phen, Mephen, Me_(2)phen, ph_(2)bpy, ph_(2)phen), by MV^(2+), Cu^(2+), O_(2) and nitrobenzene(NB) were studied in homogeneous and sodium dodecyl sulfate (SDS) micellar solutions.
The addition of SDS to RuL_(3)^(2+) solutions increases emission intensity and shift the emission peak by 10 - 20 nm to the red. In homogeneous aqueous solution, the order of quenching rate constant was NB > O_(2) > MV^(2+) > Cu^(2+). Redox potential of ^(*)RuL_(3)^(2+) and the quenching rate constant show the good relationship for Cu^(2+) and MV^(2+). In case of NB and O_(2), the quenching rate constant is greater as the ligand of Ru(Ⅱ) complexes is more hydrophobic.
The emission quenching rate of RuL_(3)^(2+) by Cu^(2+) and MV^(2+) in SDS micellar solution is 3 - 10 times faster than the corresponding rate in homogeneous aqueous solution, whereas SDS shield RuL_(3)^(2+) against quenching by O_(2) and NB. The binding constants of the quenchers with SDS micelle were determined by the methods of fluorescence and solubility. The binding constant of MV^(2+), Cu^(2+) and NB to SDS micelle were 11,000, 4,400. 3,800 M^(-1), respectively.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 논문개요 = ⅶ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 실험 = 5
• Ⅱ-1. 시약 = 5
• Ⅱ-2. 발광 spectra의 측정 = 6
• Ⅱ-3. 결합상수의 결정 = 7
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 9
• Ⅲ-1. Ru(Ⅱ)착화합물들의 emission 거동 및 산소에 대한 소광 = 9
• Ⅲ-2. MV^(2+), Cu^(2+)에 의한 Ru(Ⅱ)착화합물들의 emission 소광 거동 = 16
• Ⅲ-3. NB에 의한 Ru(Ⅱ)착화합물들의 emission 소광 거동 = 24
• Ⅲ-4. SDS 미셀과 소광제간의 결합상수 = 27
• 결론 = 34
• 참고문헌 = 35
• ABSTRACT = 38