Synthesis of quantum dots and the comparison of their photochemical properties with rhodamine B in the context of application as chemiluminescent dyes

Chemiluminescencja jest zjawiskiem polegającym na emisji światła pod wpływem reakcji utleniania, w wyniku której cząsteczka ze stanu wzbudzonego powraca do stanu podstawowego. Wszechstronność tego procesu, doprowadziła do rozwoju wielu zastosowań, takich jak obrazowanie, chemia analityczna oraz przemysł diod LED. Jednak nadal dużym wyzwaniem jest opracowanie chemiluminescencyjnych systemów, które mogą emitować w zakresie widzialnym promieniowania.W niniejszej pracy badano reakcję chemiluminescencji szczawianu bis(2,4,6-trichlorofenylowego) lub szczawianu bis(2,4-dinitrofenylowego) i nadtlenku wodoru w obecności rodaminy B jako barwnika. Względne ilości i stężenia każdego z substratów reakcji okazały się być kluczowe dla maksymalizacji emitowanego promieniowania. Najlepsze warunki zostały ustalone dla: 8,35•10-3 mmol rodaminy B, 0.669 mmol TCPO; 3.264 mmol nadtlenku wodoru; 15.119 mmol ftalanu dietylu. W celu uzyskania systemu, który emituje światło o długości fal powyżej 550 nm, zsyntetyzowano kropki kwantowe CdSe. Wykorzystanie kropek kwantowych jako barwników w chemiluminescencji okazało się obiecujące, gdyż wygenerowano system zdolny do emisji przy 580 nm. Dla użytych nanocząstek uzyskano dobre natężenie promieniowania elektromagnetycznego, a długość fali przy której występowało maksimum pasma było niezmienne w trakcie reakcji.

Chemiluminescence is the phenomenon of energy released as light when the excited state of molecules by oxidation returns to the ground state. The versatility of this process, led to the development of several applications as imaging, analytical chemistry or LEDs industry. However there is still a big challenge for the development of chemiluminescent systems that can emit in the visible region of the radiation. In this thesis the chemiluminescence reaction of bis(2,4,6-trichlorophenyl) oxalate or bis(2,4-dinitrophenyl) oxalate and hydrogen peroxide was studied in the presence of rhodamine B as dye. The relative amounts and the concentration of each reactant revealed to be crucial for the maximization of the emitted light. The best conditions were found as following: 8,35•10-3 mmol rhodamine B, 0,669 mmol TCPO; 3,264 mmol hydrogen peroxide; 15,119 mmol diethyl phthalate. With the purpose of generating a system capable of emitting light with a wavelength higher than 550 nm, CdSe quantum dots were synthesized. The use of quantum dots as chemiluminescent dyes revealed promising and it was possible to generate a system capable of emitting at 580 nm. Significant intensity of electromagnetic radiation for the used nanoparticles was obtained, and wavelength at which there was a maximum band was constant during the reaction.