Grafen oksit/ pyronin Y kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Sulu ortamda grafen oksit (GO) tabakaları, basit bir adsorpsiyon prosesiyle dye bileşiklerinin agregasyonuna sebep olan bir platform olarak davranmaktadır. Dye agregasyonu için GO tabakaları ile dye moleküllerinin etkileşmesi önemli bir faktördür. Sulu dispersiyon içerisinde negatif yüklü GO tabakalarının pozitif yüklü dye bileşikleriyle π–π ve elektrostatik olarak etkileşmektedirler. Bu etkileşimler sulu ortamda katyonik Pyronin Y (PyY)'nin GO tabakalarına hızlı bir şekilde adsorbe olmasına neden olmaktadır. Sulu ortamda seyreltik şartlarda GO ve dye bileşikleri farklı oranlarda bir araya getirilerek aylarca kararlı kalabilen GO–PyY kompozitleri hazırlandı. GO tabakasına adsorbe olan dye moleküllerinin dipol-dipol etkileşimi seyreltik konsantrasyonda PyY'nin H-agregat yapısının oluşmasına neden olmuştur. PyY'nin H-agregat yapısı spektroskopik teknikler (UV-Vis, durgun hal ve zamana bağlı floresans spektroskopi) ile karakterize edildi. GO tabakalarının ve dye adsorbe edilen GO tabakalarının kalınlığı ve morfolojisi, tapping mode atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile belirlendi. AFM çalışmalarıyla, PyY moleküllerinin büyük oranda GO tabakalarının kenar kısımlarıyla etkileştiği belirlenmiştir.

Graphene oxide (GO) sheets in aqueous dispersion behaves as a platform providing molecular aggregation of dyes via a simple adsorption process. The interaction between dye molecules and GO sheets is a critical factor for dye aggregation. Negatively charged surface of GO sheets in the aqueous dispersion brings about the electrostatic interaction of an oppositely charged dye with it as well as π-π interaction. The cationic nature of Pyronin Y (PyY) provides that the dye molecules are quickly adsorbed on the surface of GO sheets in the aqueous dispersion via π-π and electrostatic interactions. GO-PyY composites with different ratios, which are stable for months, are prepared by simply mixing the diluted aqueous dispersion of both components. The dipole-dipole interaction of the adsorbed dye molecules on the surface of GO sheets caused H-aggregate of the dye at dilute concentration to form. The characterization of H-aggregate of PyY is carried out by the spectroscopic techniques (UV-Vis, steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopies). The morphology and thickness of the GO sheet and dye adsorbed GO sheets were determined using an Atomic Force Microscope (AFM) in a tapping mode. AFM studies revealed that a great deal of PyY molecules interact on the edges of GO sheet.