納米顆粒修飾電極體系的表面增強拉曼散射研究.pdf

1、表面增強拉曼光譜(SERS)技術是當今最靈敏的現場研究表面吸附和界面反應的現場譜學技術之一，而譜學電化學是在分子水平上現場表征和研究電化學體系的新技術。SERS不但可鑒定吸附分子，還可通過分析研究體系的SERs光譜與電化學參數的關系對電化學吸附現象作較深入的描述。研究結果表明被研究分子的行為隨電位、電解質的組成與濃度等因素有關。并且可較好的說明吸附物種的不同取向結構(平躺、垂直或采用橋式結構)作用于表面。 在表面增強拉曼散射(S

2、ERS)研究中，貴金屬Ag納米顆?？梢宰鳛楹芎玫脑鰪娀锥粡V泛應用。眾所周知，氧化還原法，氣相合成法、溶膠-凝膠法、濺射法和激光燒蝕法等都是常用的納米銀顆粒制備方法，其中以氧化還原法應用最為普遍，所獲得的貴金屬納米顆粒是較好的SERs增強基底，另外，激光燒蝕法制備納米顆粒操作簡易性以及其對顆粒生成的時間、均勻性及尺度范圍有較好的控制，而且不引入雜質，所以也被廣泛的應用于很多領域。 納米顆粒修飾電極由人工設計制作表面微結構，其變

3、化奧妙無窮，電極有此帶來的奇特效應及其潛在的應用價值引起了人們廣泛的研究興趣，隨著納米技術的發(fā)展，納米顆粒修飾電極作為納米技術的一個重要組成部分也在迅速前進。 本文分別采用氧化還原法和激光燒蝕法制備了銀納米顆粒，并用其修飾粗糙銀電極，通過特定的方法獲得了一種新的高靈敏度表面增強基底，并通過掃描電鏡表征基底表面形貌。實驗表明這種通過納米銀顆粒修飾的銀電極具有穩(wěn)定的電化學特性，具有比常規(guī)膠體、粗糙電極體系更強的SERS效應，在納米修

4、飾電極方面有一定的突破。本文利用上述獲得的金屬銀納米顆粒修飾電極的高靈敏表面增強效應，將其應用到分子檢測及電極電位對分子吸附狀態(tài)與表面相互作用影響的研究方面，獲得了哌啶分子在納米銀顆粒修飾電極表面高質量的SERS譜，并結合密度泛函理論(DFT)分析了哌啶在不同SERS基底上的吸附方式；基于修飾電極的高靈敏SERS效應，本文進一步將其應用于單分子檢測的探索，得到了嘧啶系列分子低濃度下高質量的SERS譜。 拉曼光譜以光子為探針，是研

5、究表面物理、化學結構和性質的理想工具。紫外拉曼光譜更是以其靈敏度高、能夠避開熒光干擾以及產生共振拉曼效應等優(yōu)勢引起了人們的普遍重視。本文以胸腺嘧啶作為吸附分子，利用高靈敏度的紫外拉曼光譜檢測到粗糙金電極表面高質量的表面拉曼信息。研究發(fā)現，紫外光激發(fā)下胸腺嘧啶在金電極上的表面拉曼光譜對電極電位有較強的依賴性，隨電極電位的負移，表面拉曼譜峰發(fā)生了顯著的變化，并且各個譜峰變化的趨勢并不相同。分析表明，此現象主要是胸腺嘧啶與金原子間的電荷轉移效