基于電沉積技術制備金納米陣列及其在表面增強拉曼光譜,葡萄糖傳感中的應用.pdf

1、表面增強拉曼散射(Surface-enhancedRamanScattering，SERS)光譜技術現(xiàn)已成為一種主要的光譜技術用來獲取吸附分子的相關表面信息，在化學和生物分子的無損，高靈敏檢測等方面具有較大的潛力。于此同時貴金屬納米粒子(Ag，Au和Pt)具有很強的局部等離子共振(LSPR)效果，已經(jīng)引起了人們普遍的關注，在電子，光子，生物傳感，以及表面增強拉曼領域有著潛在的應用價值。在這些貴金屬中，金納米具有較強的等離子共振，且其相比

2、與其他貴金屬納米材料具有強的生物兼容性，因此其應用范圍可以拓寬至生物領域，如醫(yī)藥釋放，生物成像，以及醫(yī)療爭端等。在固體基底表面固定金屬納米粒子，對于納米粒子在各領域的應用起著至關重要作用，例如，燃料電池的陽極材料，表面增強拉曼基底，生物傳感器領域等。目前的制備方法包括物理方法和化學方法。物理方法主要有:表面印刷技術，表面刻蝕技術，濺射技術以及電沉積等?；瘜W方法包括:表面自組裝技術，LBL技術等。其中電化學沉積方法具有極強的普適性，適于工

3、業(yè)化制備，具有很強的商業(yè)潛力。利用電化學方法沉積的主要策略有:利用模板進行電沉積，運用單脈沖或雙脈沖技術，或利用循環(huán)伏安法等。利用單脈沖結合循環(huán)伏安的方法進行金納米電沉積的報到還比較少。
　　本論文中詳細介紹了有關利用電化學方法制備具有表面增強拉曼活性的金納米顆粒陣列的方法，實現(xiàn)了利用電化學方法對金的(111)晶面進行初步的控制，并實現(xiàn)了可控的生長，該方法將會在催化，納米材料晶面控制，以及表面增強拉曼基底制備等領域產(chǎn)生重要影響。量

4、子化學與計算機技術的結合，產(chǎn)生了新的化學學科“計算化學”。計算化學的發(fā)展為化學體系的計算提供了條件。密度泛函理論(Densityfunctionaltheory，簡稱DFT)是一種研究多電子體系電子結構的量子力學方法，現(xiàn)在已經(jīng)成為了多粒子系統(tǒng)理論基礎研究的重要方法。其將多電子問題簡化為單電子問題，計算速度相比HF較快，且計算精度較高。能夠?qū)瘜W體系的結構、性質(zhì)、能量及反應性能進行描述，在量化計算和分子模擬領域得到了廣泛使用。其計算成本相

5、對較低，且計算精度能夠滿足常規(guī)的計算需要，因此，DFT也已經(jīng)越來越多地被應用到表面增強拉曼光譜的研究中。對巰基苯甲酸與對巰基苯胺是目前表面增強拉曼光譜中重要的模型分子，利用DFT對于其進行計算分析對于開展相關的SERS研究有著重要的意義。本文利用密度泛函理論對p-MBA，p-ATP以及p-MBA/Au，p-ATP/Au這兩種重要的SERS活性表面探針分子形成的體系進行了拉曼光譜研究。并對其譜峰進行了指認，對其在制備的類Au(111)納米

6、顆粒修飾的氧化銦錫基底上的吸附狀況進行了詳細研究。
　　葡萄糖的電催化氧化研究在環(huán)境友好型生物燃料電池和血糖檢測等領域中有著重要的應用。由于酶電極具有內(nèi)在穩(wěn)定性差，制備過程復雜等缺點，因此發(fā)展無酶葡萄糖傳感器具有較大的意義。已故美國電化學大家ErnestB.Yeager對葡萄糖在單晶金電極上進行了系統(tǒng)的研究，Taniguchi小組也進行了相關的研究工作。本文利用制備的類Au(111)納米顆粒修飾的氧化銦錫電極對堿性溶液中的葡萄糖進