對羥基苯甲酸分子吸附在銀納米顆粒上的吸附行為的實驗和理論研究.pdf

1、自從1974年Fleischman發(fā)現(xiàn)表面增強拉曼散射(SERS)以來，以金、銀等貴金屬為基底的SERS技術(shù)在高靈敏度、高熒光淬滅等方面表現(xiàn)出了極大優(yōu)勢，并被廣泛應(yīng)用在分子與基底表面相互作用的研究中。然而其拉曼產(chǎn)生機理仍然有很多爭論，而進一步擴大其應(yīng)用范圍又需要對機理進行更為深入的研究，尤其是研究分子與基底表面之間的吸附機理以及吸附取向等問題。 當(dāng)分子吸附在基底上時，如果基底表面的性質(zhì)發(fā)生變化，吸附物的SERS光譜也會隨之發(fā)生變

2、化，這就使得光譜的分析變得困難。傳統(tǒng)的分析方法是根據(jù)拉曼峰的頻移以及拉曼峰的增強或減弱來猜測吸附物吸附在基底上的吸附取向、幾何結(jié)構(gòu)和吸附的本質(zhì)，等等。然而，由于SERS會受到很多因素的影響，比如不同的基底、表面形態(tài)、結(jié)構(gòu)、溫度，甚至是pH值。因此，這種猜測的準(zhǔn)確性一直困擾著研究人員來做出正確的判斷；而且吸附模型的合理性以及相關(guān)理論并沒有得到有效的檢驗，這就給SERS的機理研究和SERS技術(shù)的應(yīng)用都帶來了很多的困難。在理論上，其困難在于如

3、何建立一個簡單的模型，它既要能恰當(dāng)描述吸附物和基底之間的吸附關(guān)系，同時又要能便于計算吸附物的振動光譜。 本文利用紅外激發(fā)得到了對羥基苯甲酸(PHBA)分子吸附在銀膠溶液和沉積了銀納米顆粒的薄層色譜鋁箔板(TLCAS)上的拉曼光譜。從中發(fā)現(xiàn)PHBA分子在銀膠溶液和TLCAS上的吸附行為有很大的不同。在銀膠溶液中，PHBA分子是通過羧基直立的吸附在銀納米顆粒表面上的；而在TLCAS上，PHBA分子是傾斜甚至是平躺吸附的。而在TLCA

4、S上時，當(dāng)銀納米顆粒和PHBA分子之間的比例改變時，吸附行為也會改變。因此，對于PHBA分子吸附在銀膠溶液和TLCAS上的這兩種情況，我們分別建立了兩個模型：第一個模型是PHBA通過羧基吸附在一個銀原子上面，第二個模型是PHBA通過羧基和羥基吸附在兩個銀原子上面。對于這兩個模型我們在Gaussian2003軟件應(yīng)用了DFT-B3PW91/lanl2dz方法來計算它們的拉曼光譜。 將實驗得到的拉曼光譜與計算得到的拉曼光譜相比較可以