PHOTOACOUSTIC SIGNALS IN METHYLENE BLUE SOLUTIONS IN WATER/GLYCEROL MIXTURE CONTAINING TITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLES
Abstract
In this paper, we invstigated the features of photoacoustic phenomena induced by the second harmonic of YAG:Nd3+ laser pulses in a methylene blue solution in a water/glycerol (1:1) mixture containing titanium dioxide nanoparticles as a light-scattering impure. Using stationary spectroscopy, we found that the dimerization degree of methylene blue is substantially lower for this solvent comparing with water. The dependencies of the signal amplitude normalized to the pulse energy density and the effective signal rise constant on the methylene blue and titanium dioxide nanoparticles concentrations were obtained. It is shown that the signal rise constant depends linearly on the concentration of titanium dioxide nanoparticles, while the amplitude is almost independent. A method is suggested for simultaneous photoacoustic determination of concentrations of both components. For testing samples, the uncertainty of the determination of the components concentration is less than 5% for methylene blue and less than 37% for titanium dioxide.
About the Authors
A. A. Zvekov
Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Institute of Chemistry of Coal and Material Science
Russian Federation
Russian Federation
D. R. Nurmukhametov
Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Institute of Chemistry of Coal and Material Science
Russian Federation
Russian Federation
M. G. Korzh
City Classic Lyceum
Russian Federation
Russian Federation
A. V. Kalenskii
Kemerovo State University
Russian Federation
Russian Federation
B. P. Aduev
Federal Research Center of Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Institute of Chemistry of Coal and Material Science
Russian Federation
Russian Federation
References
1. В. Э. Гусев, А. А. Карабутов. Лазерная оптоакустика, Москва, Наука (1991) 14-40 [V. Z. Gusev, A. A. Karabutov. Laser Optoacoustics, American Institute of Physics (1992)]
2. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Р. И. Фурега, И. Ю. Лисков. Хим. физика, 33, № 12 (2014) 29-32 [B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, R. I. Furega, I. Yu. Liskov. Russ. J. Phys. Chem. B, 8, N 6 (2014) 852-855]
3. J. Xia, J. Yao, L. V. Wang. Progres. Electromagn. Res., 147 (2014) 1-22
4. J. Yao, L. Wang, C. Li, C. Zhang, L. V. Wang. Phys. Rev. Lett., 112, N 1 (2014) 014302
5. О. В. Зюрюкина, Е. К. Волкова, М. И. Перченко, А. П. Соловьев. Опт. и спектр., 116, № 4 (2014) 688-691 [O. V. Zyuryukina, E. K. Volkova, M. I. Perchenko, A. P. Solov’ev. Opt. Spectrosc., 116, N 4 (2014) 638-641]
6. В. Г. Петрук, А. П. Иванов, С. М. Кватернюк, В. В. Барун. Журн. прикл. спектр., 83, № 1 (2016) 96-104 [V. G. Petruk, A. P. Ivanov, S. M. Kvaternyuk, V. V. Barun. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 85-92]
7. С. А. Лысенко, М. М. Кугейко, В. А. Фираго, А. И. Кубарко. Опт. и спектр., 117, № 3 (2014) 688-691 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko, V. A. Firago, A. I. Kubarko. Opt. Spectrosc., 117, N 3 (2014) 500-505]
8. J. Chen, T. C. Cesario, P. M. Rentzepis. Chem. Phys. Lett., 498 (2010) 81-85
9. J. C. Dean, D. G. Oblinsky, S. Rafiq, G. D. Scholes. J. Phys. Chem. B, 120, N 3 (2016) 440-454
10. E. Morgounova, Q. Shao, B. J. Hackel, D. D. Thomas, S. Ashkenazi. J. Biomed. Opt., 18, N 5 (2013) 056004
11. E. D. Palik. Handbook of Optical Constants of Solids, Academic Press (1985) 794-804
12. F. Asllanaj, A. Addoum, S. Contassot-Vivier. J. Quant. Spectr. Radiat.Transf., 165 (2015) 1-11
13. А. Д. Крайнов, А. М. Мокеева, Е. А. Сергеева, П. Д. Агрба, М. Ю. Кириллин. Опт. и спектр., 115, № 2 (2013) 227-234 [A. D. Krainov, A. M. Mokeeva, E. A. Sergeeva, P. D. Agrba, M. Yu. Kirillin. Opt. Spectrosc., 115 (2013) 193-200]
14. С. А. Лысенко, М. М. Кугейко. Опт. и спектр., 115, № 4 (2013) 691-700 [S. A. Lisenko, M. M. Kugeiko. Opt. Spectrosc., 115 (2013) 610-618]
15. B. Muktha, G. Madras, T. N. Guru Row, U. Scherf, S. Patil. J. Phys. Chem. B, 111 (2007) 7994-7998
16. А. В. Каленский, А. А. Звеков, М. В. Ананьева, И. Ю.Зыков, В. Г. Кригер, Б. П. Адуев. Физика горения и взрыва, 50, № 3 (2014) 98-104 [A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov, M. V. Anan’eva, I. Yu. Zykov, V. G. Kriger, B. P. Aduev. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 50, N 3 (2014) 333-338]
17. А. В. Каленский, М. В. Ананьева, А. А. Звеков, И. Ю. Зыков. ЖТФ, 85, № 3 (2015) 119-123 [A. V. Kalenskii, M. V. Anan’eva, A. A. Zvekov, I. Yu. Zykov. Tech. Phys., 60, N 3 (2015) 437-441]
18. В. Г. Кригер, А. В. Каленский, А. А. Звеков. Физика горения и взрыва, 46, № 1 (2010) 69-72 [V. G. Kriger, A. V. Kalenskii, A. A. Zvekov. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 46, N 1 (2010) 60-63]
19. А. А Карабутов, И. М. Пеливанов Н. Б Подымова, С. Е. Скипетров. Квант. электрон., 29, № 3 (1999) 215-220 [A. A. Karabutov, I. M. Pelivanov, N. B. Podymova, S. E. Skipetrov. Quantum Electron., 29, N 12 (1999) 1054]
20. Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, И. Ю. Лисков. ЖТФ, 84, № 9 (2014) 126-131 [B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, G. M. Belokurov, A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, I. Yu. Liskov. Tech. Phys., 59, N 9 (2014) 1387-1392]
21. А. А. Звеков, А. В. Каленский, А. П. Никитин, Б. П. Адуев. Комп. оптика, 38, № 4 (2014) 749-756 [A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, A. P. Nikitin, B. P. Aduev. Comp. Opt., 38, N 4 (2014) 749-756]
22. А. А. Звеков, А. А. Каленский, Б. П. Адуев, М. В. Ананьева. Журн. прикл. спектр., 82, № 2 (2015) 219-226 [A. A. Zvekov, A. V. Kalenskii, B. P. Aduev, M. V. Ananyeva. J. Appl. Spectr., 82, N 2 (2015) 213-220]
23. A. J. Welch. IEEE J. Quantum Electron., QE-20, N 12 (1984) 1471-1481
24. A. Perepukhov, O. Kishenkov, A. Maximychev, S. Gudenko, L. Menshikov, D. Alexandrov. Micropor. Mesopor. Mater., 205 (2015) 7-10
Review
For citations:
Zvekov A.A., Nurmukhametov D.R., Korzh M.G., Kalenskii A.V., Aduev B.P. PHOTOACOUSTIC SIGNALS IN METHYLENE BLUE SOLUTIONS IN WATER/GLYCEROL MIXTURE CONTAINING TITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLES. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2017;84(3):391-398. (In Russ.)
Views: 222
Email this article 