不同還原劑下金納米殼的制備及其在表面增強拉曼(SERS)的應用.pdf

1、迄今為止,人們已經可以制備出多種形貌可控的納米結構,例如,棒狀結構、片狀結構、立方體結構。而金殼層包裹球形的二氧化硅納米顆粒核形成的金納米殼結構由于其特有的光學性質引起了廣泛的關注。并且水相制備金納米殼結構的過程中,其形貌強烈依賴于氯金酸的還原情況,一般會對最終生成的金納米殼產物的形貌有著極大的影響。近年來,通過對金屬納米結構形貌的可控制備已經成為當前調制其物理和化學特性的一項熱點。大量的計算機模擬和實驗結果都顯示金和銀納米顆粒的表面等

2、離共振和表面增強拉曼都高度依賴于它們的形貌。
　　 表面增強拉曼光譜(SERS)由于其高靈敏度和分子檢測功能已廣泛的和金屬納米結構材料結合到一起,成為一項強大的用于超靈敏化學和生物化學分析的分析技術。它可以將吸附到粗糙貴金屬納米結構表面上的有機分子的拉曼信號強度增強106甚至更高,能夠檢測吸附在材料表面的單分子層,并提供表面分子豐富的結構信息。
　　 本論文利用制備的高質量的二氧化硅微球,通過分子自組裝和膠體還原化學,系

3、統(tǒng)研究了在不同還原劑的條件下還原氯金酸,制備出形貌可控的金納米殼,并系統(tǒng)的研究了可控的形貌對其表面等離共振和表面增強拉曼影響,并將之組裝成為金納米殼基底,用于表面增強拉曼的增強研究中,這種方法也可應用于制備其它在傳感、光譜學,生物學等領域具有潛在應用前景的金屬納米結構中。
　　 具體工作內容如下:
　　 1.利用正硅酸乙酯以溶膠-凝膠法來制備納米二氧化硅,針對反應物的組成(正硅酸乙酯、氨水和水)分別作出討論,發(fā)現二氧化硅

4、的大小都會受其改變而改變。當正硅酸乙酯、氨水的濃度減小,反應溫度的增加,二氧化硅粒徑隨之變小,而隨著水的濃度增加二氧化硅粒徑將會隨著水量的增加而增加；并對二氧化硅的成核及其成長機制進行了討論。為制備形貌不同的金納米殼提供支撐模板。
　　 2.本章利用分子自組裝和膠體還原化學,使用上述制備得到的～110 nm粒徑的SiO2為溶膠模板,通過使用三種不同的還原劑還原氯金酸制備金納米殼。由于金納米殼在金屬化的過程中,殼的形貌依賴所使用的

5、還原劑,并對最終生成的納米殼產物形貌有極大的影響,從而制備出具有核殼結構和形貌各異的金納米殼,通過透射電子顯微鏡表征形貌粗糙度各異的金殼。另外,由于原子堆積對其光學性質的影響,重點探索了形貌粗糙度各異的金納米殼對其光學性質的影響,包括對表面等離子共振峰和表面增強拉曼的影響。以尼羅藍A為標記分子,研究了上述制備的不同形貌的金納米殼的表面增強拉曼活性,實驗證明形貌的不同導致其表面增強拉曼效應表現各異,其中,由于電磁增強的存在,表面粗糙的表面

6、增強拉曼較為強烈。
　　 3.本章利用膠體還原法制備的表面粗糙且具有很強的的表面增強拉曼活性的金納米殼,將之制備成金納米殼基底,分別以NBA和與金有親和性的1-NAT為拉曼標記分子,測定其表面增強拉曼增強效應。結果顯示這些金納米殼基底具有較為均一且可重復性良好的表面增強拉曼效應,并對其分析增強因子進行計算。最后文章又探討了所制備得到的金納米殼表面增強拉曼基底的穩(wěn)定性。實驗結果表明該方法簡單快速,這些表面粗糙的金納米殼在表面增強拉