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XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
293
T6: P–1 
Spectrophotometric determination of peroxides using citrate-stabilized 
silver nanoparticles 
 
Ekaterina Terenteva
1
, Aleksandra Kolomnikova
1
, Vladimir Apyari
1
, Alexey 
Garshev
1,2
, Pavel Volkov
3
, Stanislava Dmitrienko
1
, and Yury Zolotov
1
 
 

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia, e-mail: apyari@mail.ru 

Department of Materials Science, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia 

National
 
Research
 
Center
 
“Kurchatov Institute”
 

 
IREA,
 
107076
 
Bogorodsky
 
Val,
 
3,
 
Moscow,
 
Russia 
 
 
Silver  nanoparticles  (AgNPs)  attract  special  attention  of  researchers  owing  to  their  unique 
properties underlying their wide usage in various fields of chemistry. The optical properties of 
silver nanoparticles stem from the effect of surface plasmon resonance (SPR), being a basis of 
their application in spectrophotometry.  High sensitivity of  AgNPs in combination with ease of 
their production makes them a promising alternative to traditional spectrophotometric reagents. 
Therefore, it is actual to search for new ways of the analytical application of AgNPs as a reagent 
and expand the scope of their use in the chemical analysis. 
 
In  the  present  work,  a  possibility  of  using  AgNPs  stabilized  with  sodium  citrate  as  a 
spectrophotometric reagent for determination of peroxides is studied. 
 
Silver  nanoparticles  stabilized  with  sodium  citrate  were  prepared  by  the  borohydride 
method. They were characterized by transmission electron microscopy and electron diffraction. 
It  has  been  found  that  these  AgNPs  are  easily  oxidized  in  the  presence  of  various 
hydroperoxides,  such  as  hydrogen  peroxide,  peracetic  acid,  m-chloroperbenzoic  acid  and  t-
butylhydroperoxide.  Disubstituted  peroxides  t-butylperbenzoate  and  di-t-butylperoxide  affect 
AgNPs  in  a  lower  extend.  The  oxidation  of  AgNPs  is  accompanied  by  a  decrease  in  the  SPR 
band  at  385  nm  and  discoloration  of  the  solution.  Dependence  of  the  oxidizing  effect  on 
structural peculiarities of a peroxide has been shown. The effects of various factors such as the 
interaction time, pH, the concentration of a peroxide and AgNPs on their oxidation were studied. 
The interaction takes 2–10 min and proceeds at pH 5–12 for the peracids; and 20–25 min, pH 7–
9 for the other hydroperoxides. 
 
The AgNPs oxidation degree, which was characterized by a change in the absorbance at the 
maximum of the SPR band (λ = 385 nm), increases with increasing peroxide concentration. It 
can be used for spectrophotometric determination of the peroxides. Limits of detection decrease 
in the following sequence: t-butylhydroperoxide >  m-chloroperbenzoic acid > peracetic acid  > 
hydrogen peroxide and come to 1.3, 0.43, 0.1, and 0.066 μg mL-1. Using the proposed method, 
the spectrophotometric determination of hydrogen peroxide in an antiseptic agent and in a hair 
oxygenator was carried out. The results obtained were in good agreement with the data declared 
by a manufacturer as well as with the results obtained by an independent method. The relative 
standard  deviations  were  not  higher  than  9  %.  Advantages  of  the  developed  method  are 
simplicity, quickness, availability of the analytical  equipment and  ease  of implementation as a 
semi-quantitative test-measurement. 
 
Keywords: silver nanoparticles; spectrophotometry; peroxides determination; surface plasmon resonance 
 
Acknowledgment 
This work was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant N 15-33-70002 
mol_a_mos).  The  authors  acknowledge  instrumental  support  from  M.V.  Lomonosov  Moscow  State 
University Program of Development. 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
294
T6: P–2 
New applications of silver triangular nanoplates and their polyurethane 
foam nanocomposite for spectrophotometric and solid-phase 
spectrometric determination of oxidizing agents in aqueous solution 
 
Aleksei Furletov
1
, Vladimir Apyari
1
, Alexey Garshev
1,2
, Pavel Volkov
3

Stanislava Dmitrienko
1
, and Yury Zolotov
1
 
 

Department of Chemistry, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia, e-mail: aleksei_furletov@mail.ru 

Department of Materials Science, Lomonosov Moscow State University, 119991 Leninskie gory, 1/3, 
Moscow, Russia 

National
 
Research
 
Center
 
“Kurchatov Institute”
 

 
IREA,
 
107076
 
Bogorodsky
 
Val,
 
3,
 
Moscow,
 
Russia 
  
 
Recently, silver nanoparticles have been widely used in various fields of analytical chemistry 
due  to  their  unique  optical  properties  conditioned  by  the  surface  plasmon  resonance  (SPR), 
which causes an intense absorption in the visible spectral region. These extra optical properties 
are  especially  interesting  for  non-spherical  silver  nanoparticles,  for  example,  triangular 
nanoplates (AgTNPs), as they depend on the particle’s shape, size and state of the surface. This 
fact  could  play  a  significant  role  in  the  development  of  new  methods  for  determination  of 
different compounds. Immobilization of nanoparticles in solid matrices could improve stability 
of these nanoobjects and provide synthesis of nanocomposite materials with SPR properties.  
 
The  objective  of  this  study  was  to  investigate  the  possibility  of  using  AgTNPs  and 
nanocomposite material based on AgTNPs immobilized on polyurethane foam for determination 
of oxidizing agents by spectrophotometry and diffuse reflectance spectroscopy. 
 
Synthesis of AgTNPs was carried out by the borohydride approach. They were characterized 
by  transmission  electron  microscopy,  electron  diffraction  and  spectrophotometry.  The  average 
length  of  AgTNP  edge  is  52  nm  and  the  average  thickness  is  4  nm.  AgTNPs  have  intense 
absorption in the range of 600–800 nm and dark blue color. It was found that AgTNPs can be 
easily  oxidized  by  the  interaction  with  oxidizing  agents  such  as  mercury(II)  ions,  hydrogen 
peroxide,  tert-butyl  hydroperoxide  and  peracetic  acid.  The  oxidation  is  accompanied  by  a 
decrease  of  intensity  of  the  SPR  band  at  λ  =  625  nm  and  its  hypsochromic  shift,  which  are 
presumably caused by changes in morphology  of the surface silver layer. Based on this fact, a 
method  for  determination  of  the  above-mentioned  oxidizing  agents  in  aqueous  solutions  has 
been  developed.  The  limits  of  detection  are  decreased  as  follows:  tert-butyl  hydroperoxide  > 
hydrogen peroxide > peracetic acid > mercury(II) ions, and are equal to 15, 1.6, 0.2 and 0.1 μM 
respectively.  Effects  of  the  AgTNPs  concentration,  interaction  time,  pH  and  extraneous  ions 
were  studied.  It  was  found  that  the  determination  of  oxidizing  agents  does  not  interfere  with 
1000-fold excess of common inorganic ions. The proposed approach was successfully used for 
the analysis of real  objects. Accuracy  of the determination  was confirmed by comparison  with 
independent  methods.  A  new  nanocomposite  material  based  on  polyurethane  foam  modified 
with AgTNPs has been synthesized and its interaction with oxidizing agents has been studied. 
The results showed that this nanocomposite can be used for determination of oxidizing agents by 
the  diffuse  reflectance  spectroscopy.  This  readily  prepared  solid-phase  reagent  is  stable  and 
easy-to-use.  Simplicity,  low  detection  limits,  availability  of  equipment  and  the  possibility  of 
creating test-methods are the main advantages of the proposed approach. 
 
Keywords: determination; diffuse reflectance spectroscopy; mercury(II); nanocomposite material; 
 
 
     oxidizing agents; peroxides; polyurethane foam; silver triangular nanoplates; spectrophotometry; 
 
 
     surface plasmon resonance 
 
Acknowledgment 
This  work  was  financially  supported  by  the  Russian  Science  Foundation  (grant  N  14-23-00012).  The  authors 
acknowledge instrumental support from M.V. Lomonosov Moscow State University Program of Development. 



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