聚苯胺致密膜上銀納米結(jié)構(gòu)的制備及SERS性能.pdf

1、自從1977年有學(xué)者將碘單質(zhì)摻雜到聚乙炔中,使聚乙炔在室溫條件下由絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體之后,人們逐漸引發(fā)出一股導(dǎo)電高分子材料的研究熱潮,而且隨著高聚物被逐一發(fā)現(xiàn),使本身絕緣的高聚物變?yōu)閷?dǎo)體或半導(dǎo)體的摻雜方法也逐漸增多,其應(yīng)用領(lǐng)域也被逐漸拓寬。在眾多導(dǎo)電高分子材料中,聚苯胺(PANI)因其原料廉價(jià)易得、合成方法簡(jiǎn)單、具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性、電磁性能優(yōu)異以及具有特殊的摻雜現(xiàn)象等特點(diǎn),很快就成為研究最多、進(jìn)展最快的導(dǎo)電高分子材料之一,并已成功應(yīng)用于電

2、極材料、防腐涂料、電致變色材料和電磁屏蔽材料等多個(gè)領(lǐng)域中。
　　表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)技術(shù)是一種分子結(jié)構(gòu)的表征手段,因其增強(qiáng)信號(hào)比常規(guī)拉曼信號(hào)的強(qiáng)度高幾個(gè)數(shù)量級(jí),所以常被用于痕量檢測(cè)中,而且水的拉曼信號(hào)極弱,可以被忽略,這就克服了液態(tài)物質(zhì)無法利用紅外吸收光譜進(jìn)行檢測(cè)的缺點(diǎn),對(duì)于水溶液中分子結(jié)構(gòu)的研究非常有利。雖然目前SERS技術(shù)逐漸被應(yīng)用于化學(xué)、物理、生物、醫(yī)藥等各個(gè)研究領(lǐng)域,但是要使SERS技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用于痕量分析、定量分

3、析和單分子水平的檢測(cè)中,并成為一種通用的分析測(cè)試手段,仍需在制備SERS基底方面深入研究。
　　本論文基于聚苯胺膜本身的化學(xué)還原性,將Ag+還原為Ag單質(zhì),制備出可用作SERS基底的PANI-Ag復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)中主要研究了膜的制備方法、硝酸銀濃度和摻雜酸種類等條件對(duì)于生成銀顆粒的影響,并運(yùn)用SEM、XRD、EDAX和SERS等測(cè)試手段,對(duì)制備出銀顆粒的尺寸、微觀形貌、晶型和SERS性能進(jìn)行了分析研究。文中主要先利用丁二酸對(duì)PANI

4、致密膜進(jìn)行預(yù)先摻雜,然后使其與硝酸銀和不同種酸的混合溶液反應(yīng),所得到銀顆粒的形貌尺寸各異,對(duì)致密膜的覆蓋程度也有所不同,其中現(xiàn)場(chǎng)加入樟腦磺酸后得到了標(biāo)準(zhǔn)片狀結(jié)構(gòu)的銀粒子,完全覆蓋于膜上,通過XRD測(cè)試證實(shí)所得到是的面心立方(fcc)銀結(jié)構(gòu),對(duì)探針分子對(duì)巰基苯甲酸(MBA)的SERS檢出限可達(dá)到10-9mol/L。熱拉伸致密膜會(huì)使PANI鏈的排布更加規(guī)則有序,從而增加了聚苯胺膜的導(dǎo)電性能,使得Ag顆粒在膜上的生長(zhǎng)是沿著拉伸的方向進(jìn)行的,表