Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
258
T3: P–4 
Ni, Cu-containing metal oxide coatings on aluminum and titanium: 
XPS study 
 
Elena Koblova
1
, and Alexander Ustinov
1,2
 
 
1 
Institute of Chemistry, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 159, Prosp. 100-
letiya Vladivostoka, Vladivostok, 690022, Russian Federation, e-mail: [e-mail] 
2 
School of Natural Sciences, Far Eastern Federal University, 8, Sukhanova Str., Vladivostok, 
690091, Russian federation 
  
 
The present research work was devoted to the investigation of the Ni, Cu-containing metal 
oxide  coatings  formed  by  the  method  of  plasma  electrolytic  oxidation  on  aluminum  and 
titanium.  The  elemental  composition,  structure  and  chemical  states  of  the  elements  of  the 
surface and subsurface layers  were determined using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). 
A wide range of metal oxide coatings were studied at different stages of formation [1]. As well 
as  these  coatings  exhibit  a  certain  catalytic  activity  in  the  oxidation  of  CO  to  CO
2
,  factors 
affecting the catalytic activity of the coatings were determined. The obtained results point to the 
similar  patterns  in  the  composition  and  significant  differences  in  the  structure  of  the  formed 
coatings.  
 
Obviously,  besides  the  base  metal,  the  studied  coatings  contain  various  amounts  of  the 
electrolyte  components  and  elements  of  the  atmosphere.  During  the  oxidation  process  a  layer 
mainly consisting  of various oxides and phosphates is formed on the metal substrate. Namely, 
oxides and phosphates of  Al or Ti as well as oxides and phosphates  of Ni and/or Cu, together 
with the spinel type structures are observed.  
 
The obtained results indicate that the catalytic activity of the investigated coatings strongly 
depends on their composition and structure. By XPS method, which showed a great efficiency in 
the investigations of the  metal  oxide coatings and allowed to determine the nature  of catalytic 
activity, it was found that a decisive role in the catalytic activity is played by the ratio of oxides 
and  phosphates in  the coatings.  Thus,   the  greater incorporation  of  phosphorus in the coatings 
formed on titanium and, accordingly, phosphates  of the  base  metal and especially 3d elements 
(Ni  and  Cu)  causes  a  smaller  catalytic  activity  in  the  oxidation  of  CO  to  CO
2
  of  the  Ni,  Cu-
containing  metal  oxide  coatings  formed  on  titanium  in  comparison  with  the  similar  coatings 
formed  on  aluminum  [2,  3].  In  addition,  the  greater  catalytic  activity  of  the  Ni-containing 
coatings in comparison with the Cu-containing coatings is due to the different incorporation of 
nickel  and  copper,  and  their  multidirectional  diffusion  at  high  temperatures  of  the  oxidation 
process. 
 
 
Keywords: metal oxide coatings; X-ray photoelectron spectroscopy; oxidation of CO to CO
2
 
 
References  
[1]  E.A. Koblova., A.Yu. Ustinov, V.S. Rudnev, I.V. Luckiyanchuk, I.V. Chernykh, J. Struct. Chem. 58 
N6 (2017) in press. 
[2]  Koblova E.A., Ustinov A.Yu., Chernykh I.V., Luckiyanchuk I.V., Rudnev V.S. Vestnik FEB RAS. N4 
(2015) 39. 
[3]  Koblova  E.A.,  Ustinov  A.Yu.,  Chernykh  I.V.,  Luckiyanchuk  I.V.,  Rudnev  V.S.  Proceedings  of  the 
Southwest State University. Technics and Technologies. N1 (2016) 130. 
 
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
259
T3: P–5 
Studies of Zn(II), Fe(II) and Ag(I)  complexes of 2,2´:6´,2´´-terpyridine 
adsorbed on Ag nanoparticles surfaces by SERS spectroscopy,  
factor group analysis and DFT calculations 
 
Irena Matulková
1
, Peter Mojzeš
3
, Marek Procházka
3
, Blanka Vlčková
2
, 
and Ivana Šloufová
2
 
 
1 
Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Science, Charles University, Hlavova 2030/8, 128 
40 Prague 2, Czech Republic, e-mail: [e-mail] 
2 
Department of Physical and Macromolecular Chemistry, Faculty of Science, Charles University, 
Hlavova 2030/8, 128 40 Prague 2, Czech Republic 
3 
Institute of Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, Ke Karlovu 5, 121 16 
Prague 2, Czech Republic 
 
 
The 2,2’:6’,2”-terpyridine (tpy) is, owing to its high binding affinity towards transition metal 
ions,  commonly  used  as  an  end-group  in  building  blocks  of  oligomers  that  after  the 
complexation with transition metals form metallo-supramolecular polymers and dynamers [1–3]. 
The surface-enhanced Raman scattering (SERS) [4] spectroscopy is widely used for a study of 
very  low  concentration  of  adsorbates.  SERS  spectroscopy  enables  us  to  investigate  transition 
metal  complexes  in  highly  diluted  solutions,  which  overcomes  the  problem  of  their  limited 
solubility.  
 
In  our  previous  study,  two  spectrally 
different forms  of  tpy in  Ag  NPs/tpy systems 
were  observed  [5]:  ionic  Ag
+
-tpy,  spectrally 
identical  to  [Ag(tpy)]NO
3
  and  nonionic  Ag
0
-
tpy,  spectrally  identical  to  [Fe(tpy)
2
]
2+
 
complex, in  which the  metal-to-ligand  charge 
transfer  transition  takes  place  [6].  In  the 
present  study,  the  SERS  spectroscopy 
supported  by  factor  analysis  and  DFT 
calculations  were  employed in  probing  of the 
adsorption  ability  and  the  stability  of  Ag(I), 
Zn(II)  and  Fe(II)  complexes  of  tpy  on  AgNP 
surfaces.  While  the  kinetic  studies  of 
interactions  of  tpy  complexes  with  Ag  NP 
surfaces  proved  the  stability  of  [Fe(tpy)
2
]
2+
, 
the surface-induced conversion of [Zn(tpy)
2
]
2+
 
into Ag
+
-tpy together with conversion of Ag
+
-
tpy surface species into Zn
2+
-tpy upon addition 
of Zn
2+
 ions in the system have been revealed.  
 
Keywords:
 
surface-enhanced
 
Raman
 
scattering
 
(SERS)
 
spectroscopy;
 
Ag nanoparticles;
 
2,2′:6′,2″-terpyridine
 
(tpy) 
 
Acknowledgment 
This work was supported by the Czech Science Foundation (Grant No. 17-05007S). 
 
References  
[1]  J.M. Lehn, Supramolecular Chemistry, Concepts and Perspectives, VCH, Weinheim, Germany, 1995. 
[2]  A. Winter, M.D. Hager, G. R. Newkome, U.S. Schubert, Adv. Mater. 23 (2011) 5728. 
[3]  P. Bláhová, J. Zedník, I. Šloufová, J. Vohlídal, J, Svoboda, Soft Mater. 12 (2014) 214.   
[4]  R.  Aroca,  Surface-Enhanced Vibrational Spectroscopy,  John Wiley and Sons,  Ltd., Chichester, UK, 
2006. 
[5]  I. Šloufová, M. Procházka, B. Vlčková, J. Raman Spectrosc. 46 (2015) 39.  
[6]  I. Šloufová, B. Vlčková, M. Procházka, J. Svoboda, J. Vohlídal, 45 (2014) 338. 
Fig. 1. The factor analysis of the SERS signal 
of Ag
+
/Fe
2+
 ionic exchange in tpy complexes 
on the AgNP surface. 
 
 

---