Investigation of the utilization of some fluorescent organic dyes in modified polymer or sol-gel matrices as optical sensor agents

Abstract

Bu çalışmanın birinci kısmında, 1-bütil-3-metilimidazolyumtetrafloraborat,1-bütil-3-metilimidazolyum tiyosiyanatve 1-bütil-3-metilimidazolyum hegzaflorafosfatolmak üzere üç değişik iyonik sıvı asit-katalizli tetraetil ortosilikat (TEOS) temelli sol-jel matrikslerinin modifikasyonu için kullanılmıştır.Fotofiziksel karakteristikler ve tris (bipyridine) ruthenium (II) boyasının bu iyonik sıvıları içeren sol-jel matrikslerinde oksijene emisyon temelli yanıtları spektroflorimetrik metotla tayin edilmiştir.İyonik sıvı çeşidi, iyonik sıvı konsantrasyonu, boya konsantrasyonu, asit kataliz konsantrasyonu, pH, jelleşme süresi, TEOS/su molar oranı ve kurutma sıcaklığı gibi bazı sol-jel parametrelerinin oksijen duyarlılığına etkisi değerlendirilmiştir.İkinci bölümde ise okzazole içeren sentezlenmiş karbazolun ( 4-[4-(9H-carbazol-9-yl)benzylidene]-2-(4-nitrophenyl)-1,3-oxazol-5(4H)-one (3), 4-[(9-methyl-9H-carbazol-3-yl)methylene]-2-(4-nitrophenyl)-1,3-oxazol-5(4H)-one (5a) and 4-[(9-hexyl-9H-carbazol-3-yl)methylene]-2-(4-nitrophenyl)-1,3-oxazol-5(4H)-one ( 5b) ) fotofiziksel özellikleri polivinil klorür (PVC) polimer matriksinde absorpsiyon ve emisyon spektroskopisi kullanılarak incelenmiştir. Boya katkılı PVC filmlerinin yanıtları pH, bazı metal katyonlarının ve anyonlarının duyarlılık etkisi göz önünde bulundurularak değerlendirildi. İmmobilize haldeki boya(3) Zn (II) iyonları için floresans şiddetinin azalması yönünde seçici bir tepki gösterdi.Boyanın Zn (II) iyonlarına seçici yanıtıtnın yanı sıra, yüksek quantum verimi, nanomolar konsantrasyonlar seviyesindeki yanıtı ve yüksek doğrusal çalışma aralığı boyayı optik çinko iyon sensör tasarımları için umut verici yapar In the first part of this work, three different ionic liquids, 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium thiocyanate and 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate were employed for the modification of acid- catalyzed tetraethyl orthosilicate (TEOS) based sol-gel matrix. Photophysical characteristics and emission based response of tris (bipyridine) ruthenium (II) dye to gaseous oxygen was investigated in these ionic liquid containing sol?gel matrix by spectrofluorimetric method. Effects of the ionic liquid type, ionic liquid concentration, dye concentration and some sol gel parameters such as acid catalyze concentration; pH, gelation time, TEOS/water molar ratios and drying temperature to the oxygen sensitivity were evaluated.In the second part, the photo physical characterization of synthesized carbazole bearing oxazolones (4-[4-(9H-carbazol-9-yl)benzylidene]-2-(4-nitrophenyl)-1,3-oxazol-5(4H)-one (3), 4-[(9-methyl-9H-carbazol-3-yl)methylene]-2-(4-nitrophenyl)-1,3-oxazol-5(4H)-one (5a) and 4-[(9-hexyl-9H-carbazol-3-yl)methylene]-2-(4-nitrophenyl)-1,3-oxazol-5(4H)-one (5b) were investigated in polymer matrix of polyvinylchloride (PVC) by using absorption and emission spectrometry. The response of the dye doped PVC films were also evaluated in terms of the effect of pH and sensitivity to some metal cations and anions. The immobilized dye, 3 was found to exhibit a selective response for Zn (II) ions in direction of decrease in fluorescence intensity. Besides the selectivity of the dye to Zn (II) ions, high quantum yield value, the response in nanomolar concentrations level and high linear working range makes the dye promising for optical zinc ion sensor designs.