Untersuchung der Mineral‐Wasser‐Grenzschicht mit nicht‐linearer optischer Spektroskopie

Abstract

Die Wechselwirkung zwischen Mineralen und Wasser ist vielschichtig und komplex. Die Mineraloberfläche kann durch Wasser (de)protoniert werden und hierdurch ihre Ladung ändern. Die Oberflächenladungen werden zusätzlich von den in der wässrigen Phase gelösten Mineralionen abgeschirmt. Beides beeinflusst die Interaktion der Oberfläche mit Wasser. Prozesse und Wechselwirkungen auf molekularer Ebene bestimmen daher an sich makroskopische Phänomene wie flussinduzierte Auflösung, Benetzung und Ladung. Aufgrund dieser Erkenntnis werden Mineral‐Wasser‐Grenzschichten auf molekularer Ebene untersucht. In diesem Zusammenhang prüfen wir hier neue Entwicklungen oberflächenspezifischer nicht‐linearer Spektroskopietechniken wie Summenfrequenzerzeugung und Frequenzverdopplung (SFG/SHG), die Auskunft über die molekulare Anordnung der Wassermoleküle an den ersten Schichten Nahe der Mineraloberfläche geben können. Die Ergebnisse illustrieren die Feinheiten der chemischen und physikalischen Interaktionen zwischen Wasser und dem Mineral sowie die entscheidende Rolle der Mineralauflösung und anderer Ionen in der Lösung bei der Bestimmung dieser Interaktionen.

Solvation-Induced Onsager Reaction Field Rather than Double Layer Field Controls CO2 Reduction on Gold

“…Three peaks are apparent at around 3350 cm −1 , 3600 cm −1 , and 3700 cm −1 . The peak around 3200 cm −1 from "tetradedral" or ice-like water observed at the air/water interface [29][30][31][32][33][34][35][36][37] and dielectric/water interface [38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48] is missing in the spectra shown in Figure 4. This indicates a relatively disordered water structure at the gold electrode surface 49 .…”

A microprocessor-aided platform enabling surface differential reflectivity and reflectance anisotropy spectroscopy

“…More specifically, the surface and interface physics raised great interest in the optical characterization of layered systems [13][14][15] and molecular films [16][17][18]. This is due to the adaptability of optical spectroscopy set-ups to work in different conditions [19] and to the possibility to investigate also buried interfaces [20] when chemical processes are in progress [21]. The application of an optical spectroscopy, namely surface differential reflectivity (SDR or DRS), to the detection of surface states must be dated back to 1976, when P. Chiaradia and co-workers reported the first direct evidence of optical transition inside the band gap of a semiconductor [22].…”