Messung und Interpretation der Oberflächenplasmonen- Resonanzverschiebungen in elektrochemischen Adsorbatsystemen auf Au(111)

HONIGHÄUSCHEN (BONN) – In diesem Kapitel wurde die Unterpotentialabscheidung (UPD) und die Volumenabscheidung von Kupfer aus einer 10mM CuSO4 in 100mM H2SO4 auf Au(111) mit der eSPR untersucht. Der Vergleich der Peaks der potentialabhängigen Stromdichte innerhalb der Unterpotentialabscheidung mit denen der CVs aus der Literatur für 111-textuierte Goldoberflächen ergab, dass die verwendeten Goldfilme unterschiedliche Oberflächenstrukturen aufweisen. Zusätzlich zu der unterschiedlichen Ausprägung des Peaks, welcher der Ausbildung der (p3×p3)-Struktur (UPD I) zugeordnet wird, zeigt die Verschiebung der Resonanzkurve bei Potentialen positiv des Potentials der UPD I eine starke Abhängigkeit von der Elektrodenpräparation bzw. Vorgeschichte des CVs. Die Winkelverschiebungen der Resonanzkurve im Bereich der UPD I bis in die Volumenabscheidung sind reproduzierbar. Die im Potential verzögerte Auflösung des zuvor abgeschiedenen Kupfers verursacht auch in der Winkelverschiebung eine Hysterese. Der Vergleich der Winkelverschiebung der Sulfatad- bzw. desorption aus einer kupferfreien und einer kupferhaltigen Lösung zeigt, dass die SPR-Winkelverschiebung in der kupferhaltigen Lösung deutlich kleiner ist. Dies steht im Einklang mit QCM-Messungen der Massenänderung, die zeigen, dass die Oberfläche im untersuchten Potentialbereich nicht frei von Sulfat ist. Weiterhin zeigen diese potentialabhängigen QCM-Messungen einen analogen Verlauf zu den Änderungen der Minimumsverschiebung und der Änderung der Minimumsintensität der Resonanzkurve. Die Bedeckungsänderung an Kupfer zeigt ein analoges Verhalten zu der Änderung der Minimumintensität zwischen der UPD I und der Ausbildung einer vollständigen Monolage (UPD II). Die Sulfatbedeckug wiederum weist das gleiche Verhalten wie die Verschiebung des SPR-Winkels auf. Daher kann qualitativ die Menge des abgeschiedenen Kupfers anhand der Veränderung der Minimumsintensität nachvollzogen werden. Die potentialabhängige Bedeckung des Sulfats führt zu einer Verschiebung des Resonanzwinkels. Die quantitative Interpretation der Prozesse in der elektrochemischen Doppelschicht ist aufgrund des unterschiedlichen Einflusses beider Ionensorten nicht eindeutig. Daher erfolgt eine Interpretation der Verschiebung der Resonanzkurve durch Simulationen. Die Anzahl der Schichten des dafür verwendeten Mehrphasenmodells ergeben sich aus der potentialabhängigen Situation. Die kupferfreie Goldoberfläche und die vollständig mit kupferbedeckte Oberfläche sind einfach zu simulieren. Die Monolage wird als Grenzfall der Volumenphase betrachtet. Die Kupferunterpotentialabscheidung hingegen ist aufgrund der unbekannten optischen Eigenschaften des Kupfers schwierig, wenn nur eine 2/3 Bedeckung der Goldoberfläche mit Kupfer vorliegt. Daher werden zwei Grenzfälle betrachtet, um die optischen Eigenschaften dieser Schicht für die Simulation zu ermitteln. Für diese beiden Grenzfälle werden jeweils zwei Szenarien betrachtet. Anhand der damit simulierten Verschiebungen des Resonanzwinkels im Vergleich mit den experimentellen Werten, ergeben sich zwei mögliche Szenarien für die UPD I. Das könnte zum einen das Pentahydrat des Kupfersulfatkristalls oder zum anderen die Kupferschicht mit 2/3 der Elektronendichte einer vollständigen Monolage, die nur 3Å dünn ist, sein. Beide Szenarien führen zu dem experimentell bestimmten Anstieg des SPR-Winkels im Potentialbereich von der UPD I zur UPD II. Für die Volumenabscheidung wird ein Fünfphasenmodell verwendet, bei dem die Dicke der Kupferschicht variiert. Anhand der Simulationen und der experimentellen Daten der SPR-Winkelverschiebung und der gemessenen Ladungsdichte kann die Schichtdicke der einzelnen Lagen des Kupfers zu 5,8Å bestimmt werden.

 

Über „Messung und Interpretation der Oberflächenplasmonen- Resonanzverschiebungen in elektrochemischen Adsorbatsystemen auf Au(111)“

Das vorliegende Sachbuch zu Themen aus Umwelt und Natur „Messung und Interpretation der Oberflächenplasmonen- Resonanzverschiebungen in elektrochemischen Adsorbatsystemen auf Au(111)“ wurde erarbeitet und verfasst von Karin Schlag. Dieses Sachbuch erschien am 24.03.2019 und wurde herausgegeben von Mensch & Buch.

Bücher wie „Messung und Interpretation der Oberflächenplasmonen- Resonanzverschiebungen in elektrochemischen Adsorbatsystemen auf Au(111)“ sind im Onlineshop des Honighäuschens bestellbar. Online bestellte Fachbücher zur Imkerei und zu anderen Themen der Umwelt und des Artenschutzes sind zu den üblichen Öffnungszeiten auch direkt im Buchladen Bundesamt für magische Wesen in Bonn, der Stauhauptstadt von Nordrhein-Westfalen abholbar und werden auf Wunsch verschickt.

Das Thema Bienensterben, Rückgang von Insekten und allgemeines Artensterben ist in aller Munde und das Honighäuschen als frühere Bioland Imkerei hat sich von Anfang an daran beteiligt. Mehr als 35 Jahre Imkereierfahrung nahmen ihren Anfang 1982 mit den ersten eigenen Bienen.

Der zehnjährige Junge, der 1977 einem Hamburger Imker über die Schulter schaute; der Fünfzehnjährige, der mit der Imkerei in Zeiten begann, in denen es noch keine Varroamilbe gab; der achtzehnjährige Fahrschüler, der lernte, dass man die Windschutzsscheibe seines Autos nach einer längeren Fahrt von Insekten säubern muß; der zwanzigjährige Student, der für seine Bienen einen Platz in Bonn suchte; der dreißigjährige Berufsimker, der seinen Bienen quasi eine Gutenachtgeschichte erzählte und sich den Kopf zerbrach, wie man die Umwelt mit ihren Bienen, Wespen, Schmetterlingen und andere blütenbesuchenden Insekten vor den Machenschaften der Agrargiftindustrie und der Gleichgültigkeit agrarindustriehöriger Politiker schützt; der Imker, der nicht nur auf dem Weihnachtsmarkt Bonn die Öffentlichkeit suchte, um bei Führungen an den Bienen auf dem Dach der Bundeskunsthalle zu erleben, dass Kinder (und deren Helikoptermuttis!) Angst vor Schmetterlingen hatten, bis hin zum Begleiter von Forschungsprojekten zu den Riesenhonigbienen Nepals oder den Killerbienen Afrikas, stellt fest, dass etwas sehr im Argen liegt in unserem Umgang mit der Umwelt.

Es sollte jedem bewußt sein, dass die Haltung „Natur ja, aber bitte woanders!“ nicht in Ordnung ist.

Die wunderschöne Welt der Natur

Jeder Griff zum Unkrautvernichtungsmittel, um den Rasen „schön ordentlich“ zu halten, bevor „die Nachbarn was sagen“; jeder überflüssige Einsatz zur Bekämpfung eines Wespennestes – ja, auch damit habe ich zu tun und berate gern, wenn ein Hornissennest in einem Kindergarten oder ein Wespennest in Bonn den Haus- und Gartenbesitzer vor Fragen stellt, sollte begleitet sein von der Frage, ob das wirklich sein muß.

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Aber nach wie vor stehe ich Ihnen auch gern zu einem Gespräch oder zu einer Beratung im Umgang mit Bienen, Wespen, Hornisse, Wildbienen und Hummeln zur Verfügung, wenn Sie Fragen haben. Besuchen Sie uns in Bonn im Bundesamt für magische Wesen.

Und natürlich gibt es auch weiterhin Honig, Bienenwachskerzen und Met bei uns und zwar das ganze Jahr – nicht nur zu Weihnachten.