利用可控尺寸納米粒子優(yōu)化過渡金屬SERS基底.pdf

1、金納米粒子具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這樣就使得納米金在生物傳感器、光化學(xué)和電化學(xué)催化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而球形納米金隨著粒徑的增大，其均勻性和分散性變差，并且容易發(fā)生聚沉現(xiàn)象。所以有關(guān)粒徑大、并且均一性好的金納米粒子的合成研究就成為了目前人們關(guān)注的焦點之一。
　　 過渡金屬具有弱的表面增強拉曼散射(SERS)效應(yīng)。為了進一步提高過渡金屬的增強能力，人們發(fā)展了“借力法”過渡金屬增強技術(shù)方案。該方案將薄的過渡金屬層覆蓋

2、到具有強增強能力的SERS基底上，利用內(nèi)層金屬電磁場增強的長程性使外層過渡金屬上吸附分子的拉曼信號得到增強。最初在粗糙無序的金電極基底上電沉積過渡金屬薄層，后來發(fā)展到利用均勻性的金納米粒子，通過過渡金屬包裹金形成“核-殼”結(jié)構(gòu)的納米粒來優(yōu)化過渡金屬的增強能力。本論文合成了尺寸較大的球形金納米粒子，以圖進一步優(yōu)化過渡金屬的增強能力，具體的研究成果如下：
　　 (1)優(yōu)化了大尺寸球形納米金顆粒的合成方法。在原來種子法合成均一的納米金

3、顆粒的基礎(chǔ)上，作者通過改變反應(yīng)的級數(shù)(由兩級到三級)，改變種子所處的環(huán)境，改變加入氯金酸的速度，改變氯金酸和鹽酸羥胺物質(zhì)的量的比例，改變最終金原子的物質(zhì)的量濃度這些影響因素，來優(yōu)化和改進合成粒徑大于100 nm的球形金納米顆粒。我們合成出來的金溶膠具有良好的均勻性和單一性，且在-4℃的冰箱放置了數(shù)月之后仍然具有良好的單一性。
　　 (2)利用所合成的金納米顆粒優(yōu)化過渡金屬SERS增強能力。首先討論了凝聚態(tài)的金納米顆粒的SERS增

4、強效果。把合成好的金納米顆粒裝在小離心管里用離心機進行濃縮離心三次，取第三次離心好的濃縮金納米顆粒用移液槍滴加在干凈的玻碳電極上，真空干燥之后發(fā)現(xiàn)電極表面會是金黃色的一層，如果滴加的金顆粒不足可以重復(fù)多次以上步驟。作者分別做了50 nm，80 nm，115 nm，130 nm，160 nm這五個粒徑濃縮態(tài)的金納米顆粒修飾的玻碳電極。然后用吡啶分子為信號分子進行SERS檢測，發(fā)現(xiàn)隨著50 nm到130 nm粒子的增大SERS信號增強，從1

5、30 nm到160 nm粒子增大SERS信號反而減弱。其次采用恒電流的方法在SERS信號最強的130 nm修飾的電極上沉積上不同厚度的過渡金屬，分別是1.5單分子層(ML)，5 ML，10 ML，20 ML，40 ML。用循環(huán)伏安法來檢測沉積上的過渡金屬是否出現(xiàn)“針孔”，結(jié)果最薄的1.5 ML的鈀都沒有出現(xiàn)針孔。再次用吡啶分子來檢測不同厚度的鈀表面的SERS效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著過渡金屬層厚度的增加，SERS效應(yīng)逐漸減弱，1.5 ML厚度的