幾種有序表面增強拉曼散射基底的制備及其增強效應(yīng)研究.pdf

1、表面增強拉曼光譜(SERS)技術(shù)克服了普通拉曼光譜存在的檢測靈敏度低、易受熒光干擾的缺點，能在分子水平上直接給出表面吸附的分子結(jié)構(gòu)、狀態(tài)等重要信息。SERS基底直接關(guān)系著SERS增強效應(yīng)的大小。高增強能力，可重復(fù)性，高均勻性的活性基底將得到極大的關(guān)注與發(fā)掘。傳統(tǒng)的SERS基底(如：金屬島膜、化學(xué)刻蝕膜、化學(xué)沉積膜、金屬溶膠等)都或多或少存在著重復(fù)性差、均勻性差、無序排列等缺點。這限制了SERS增強機理的深入研究和技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此構(gòu)筑

2、有序結(jié)構(gòu)表面的SERS活性基底極為重要。
　　 本論文用不同的方法構(gòu)筑了幾種有序結(jié)構(gòu)表面的SERS基底，獲得了在這些基底非常好的SERS結(jié)果。具體內(nèi)容如下：
　　 1.利用模板法制備了二維銀納米粒子薄膜，并以其作為SERS活性基底，研究了兩種希夫堿探針分子在此薄膜上的SERS信號和效應(yīng)。
　　 我們采用經(jīng)典的制備銀溶膠的方法制備了具有尺寸均一、良好分散性的銀溶膠溶液。基于模板法的原理，在玻璃、石英表面先構(gòu)筑一單分

3、子層的有機硅烷，然后采用自組裝方法引入具有SERS高活性的銀納米粒子，來構(gòu)筑具有二維納米陣列的單層銀納米粒子薄膜表面。這種方法使銀納米粒子具有微米尺度的有序排列，達(dá)到可重復(fù)性，高均勻性活性基底的要求。同時我們合成了兩種希夫堿分子，并討論了這兩種希夫堿分子吸附在銀納米粒子有序薄膜上的吸附行為以及SERS光譜。
　　 2.制備了三種不同粒徑、三種不同形貌的α-Fe2O3半導(dǎo)體納米粒子薄膜，得到了高質(zhì)量的4-Mpy分子在這幾種薄膜上的

4、SERS譜圖。
　　 基于模板法的原理，利用六亞甲基二異氰酸酯這種交聯(lián)劑在玻璃、石英表面先構(gòu)筑一單分子層，然后利用末端的異氰酸根自組裝的方法引入α-Fe2O3納米粒子，來構(gòu)造具有有序排列的α-Fe2O3納米粒子薄膜表面。4-Mpy分子吸附到α-Fe2O3納米粒子薄膜的SERS信號增強最大可達(dá)104倍。分別比較了三種不同尺寸粒徑、不同形貌α-Fe2O3納米粒子組成的基底對于SERS增強效應(yīng)的影響。研究了半導(dǎo)體α-Fe2O3納米粒子

5、這種SERS基底的獨特性質(zhì)，擴寬了SERS基底的研究范圍。通過分析，我們認(rèn)為電荷轉(zhuǎn)移增強為主要增強作用。
　　 3.利用氧化石墨和金屬離子鹽制備了一種三明治結(jié)構(gòu)薄膜基底。
　　 在GO層中嵌入3-基丙基-三甲氧基硅烷，然后采用自組裝方法引入銀片和銀納米粒子，將此嵌入化合物組裝成一種銀片/GO/銀納米顆粒三明治薄膜結(jié)構(gòu)。利用拉曼光譜對其測試，發(fā)現(xiàn)石墨烯這種大分子的拉曼信號在一些特定情況下也可以得到增強。這為大分子的SERS

6、檢測提供了一個可能性或渠道。并對進(jìn)行增強理論研究。
　　 4.我們在水-乙二醇體系中制備了負(fù)載金、鈀納米粒子的氧化石墨烯/石墨烯的復(fù)合物，并以此模型系統(tǒng)研究大分子石墨烯SERS增強理論。
　　 金、鈀前驅(qū)體離子鹽很容易被乙二醇還原成金、鈀納米粒子，這些在氧化石墨烯片層上原位生長的納米粒子又起著催化劑的作用，使氧化石墨烯在乙二醇溶液中發(fā)生部分還原為石墨烯。采用不同的激發(fā)光源照射制備的樣品，我們得到了G-Au、G-Pd的SE