Raman spektrometresinin geliştirilmesi ve çevresel uygulamaları

Abstract

Raman spektroskopisi, ışığın saçılmasına dayanan moleküler spektroskopik bir tekniktir ve katı, sıvı, gaz numunelerin analizleri için kullanılır. Yüzeyi genişletilmiş Raman spektroskopisi (SERS) ise, Raman spektrum şiddetini artırmak için metal nanoparçacık kullanarak geliştirilen bir Raman spektroskopi çeşitidir. Bu çalışmada Kocaeli Körfezi'nden alınan deniz suyu ve kimyasal bir bileşen olan Sudan III numunelerinin analizleri SERS tekniği kullanılarak gerçekleştirildi. Deneyler sırasında kullanılan altın (Au) nanoparçacıklar lazer aşındırma tekniği ile üretildi ve bu teknik ile üretilen nanoparçacıkların SERS deneylerinde kullanılabilirliği incelendi. Geliştirilen SERS tekniği ile deniz sularının Raman spektrumlarındaki şiddet değişimleri incelendi. Aynı numuneler, Raman sonuçlarını destekleyici Kızılaltı spektroskopisi (IR) ile analiz edildi ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. Kimyasal organik bir bileşen olarak nitelendirilen Sudan III numunesi farklı sanayi alanlarında renklendirici olarak kullanılmaktadır ve doğaya karışması sonucu ciddi çevresel problemlere yol açmaktadır. Bu nedenle incelenmesi çevresel açıdan önemli olan Sudan III molekülünün toz halde ve çözelti halinde SERS uygulamaları gerçekleştirildi ve elde edilen sonuçların analizleri yapıldı. Körfez bölgesi deniz tabanından alınan sediment numuneleri de çevresel açıdan Raman spektroskopisi ve lazerle oluşturulan plazma spektroskopisi (LIBS) ile incelendi.

Raman spectroscopy is a molecular spectroscopic technique based on scattering of light and used to the analysis of solid, liquid or gases samples. Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) is kind of Raman spectroscopy developed using metal nanoparticles to enhance the Raman spectrum intensity.In this study, the analyses of the sea water and a chemical compound Sudan III samples were performed using the SERS technique. The gold (Au) nanoparticles used in the experiments were produced by laser ablation technique and availability of nanoparticles produced by this technique was examined in SERS experiments. The changes of intensities in the Raman spectra of the sea water were examined with developed SERS technique. The analyses on same samples with infrared spectroscopy (IR) which supports the Raman spectroscopy were performed and comparative results were evaluated. Chemical organic compound Sudan III sample is used as colorant in different industries and result of mixing to the nature, lead to serious environmental problems. The applications of the SERS in the both powdered and the solution forms of the environmentally important Sudan III molecule were carried out and analysis of the results obtained were performed. Also, sediment samples taken from the sea floor of the Gulf were evaluated by Raman spectroscopy and laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) as environmental.