幾種表面增強(qiáng)拉曼基底的研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼(SERS)技術(shù)具有極高的靈敏度，對(duì)某些分子的檢測(cè)靈敏度比普通拉曼光譜高102～1014倍，能檢測(cè)吸附在金屬表面的單分子層和亞單分子層的分子，并提供豐富的分子結(jié)構(gòu)信息。因此，SERS作為一種有發(fā)展?jié)摿Φ墓庾V分析技術(shù)，在化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、公共安全等各個(gè)方面都有了一定的應(yīng)用。眾所周知，活性基底的制備是獲得較好SERS信號(hào)的關(guān)鍵。特別是制備具有增強(qiáng)能力強(qiáng)、穩(wěn)定性和重復(fù)性好、易于制備和存儲(chǔ)、使用方便等特點(diǎn)的SERS活

2、性基底更是一個(gè)難題。因此研究SERS活性基底具有重要的意義。本文利用簡(jiǎn)單的水熱方法合成了貴金屬樹枝晶與四氧化三鐵納米顆粒；用刻蝕方法制備了硅納米線，并對(duì)合成的材料進(jìn)行了表征。然后通過在材料表面或者側(cè)面沉積不同厚度的金層構(gòu)成拉曼活性基底，并進(jìn)一步研究了樹枝晶、納米顆粒、納米陣列三種基底的SERS活性，其具體內(nèi)容為：
　　 (1)貴金屬樹枝晶在表面增強(qiáng)拉曼方面的研究，其中包括三種不同生長(zhǎng)方向的銀樹枝晶的表面增強(qiáng)拉曼和金樹枝晶的表面增

3、強(qiáng)拉曼。首先我們通過簡(jiǎn)單的水熱方法合成了[110]生長(zhǎng)方向的銀樹枝晶，并通過在合成過程中添加聚乙烯吡咯烷酮及調(diào)節(jié)它的含量制備了[111]和[100]生長(zhǎng)方向的銀樹枝晶。利用SEM和SAED對(duì)三種不同生長(zhǎng)方向的銀樹枝晶進(jìn)行了表征，并研究了它們的表面增強(qiáng)拉曼效果及生長(zhǎng)方向?qū)Ρ砻嬖鰪?qiáng)拉曼的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：(1)銀樹枝晶的形貌與拉曼的mapping圖片具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。(2)對(duì)于每種銀樹枝晶，中心軸的增強(qiáng)效果最好。(3)[100]生長(zhǎng)方向的銀樹

4、枝晶和[111]方向、[110]方向的相比具有最好的表面增強(qiáng)拉曼效果。(4)[100]生長(zhǎng)方向的銀樹枝晶對(duì)z值的改變幾乎不敏感，而[111]生長(zhǎng)方向的銀樹枝晶，當(dāng)z值變化時(shí)，拉曼強(qiáng)度變化很大。其次利用同樣的方法制備了金樹枝晶并研究了它的表面增強(qiáng)拉曼效果。結(jié)果顯示當(dāng)濃度低至10-8M時(shí)仍然具有拉曼信號(hào)。
　　 (2)金沉積的硅納米線陣列應(yīng)用于表面增強(qiáng)拉曼。我們利用比較成熟的刻蝕方法制備了硅納米線，然后將長(zhǎng)有硅納米線的硅片基底切割成

5、小塊。側(cè)面則構(gòu)成納米陣列，在納米陣列上沉積不同厚度的金層，然后在馬弗爐中400℃下煅燒30min。用R6G作為探針分子，研究金層的厚度對(duì)納米陣列基底的表面增強(qiáng)拉曼影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)沉積的厚度為8nm時(shí)達(dá)到最佳的拉曼增強(qiáng)效果。最終的檢測(cè)極限可達(dá)1×10-11M，增強(qiáng)因子可達(dá)2.3×109。
　　 (3)多孔Fe3O4納米顆粒組裝體的電化學(xué)性質(zhì)及沉積金薄膜后的表面增強(qiáng)拉曼的研究。我們運(yùn)用水熱方法制備了多孔的Fe3O4納米顆粒，利