Au@SiO2膜/Ti电极吸附吡啶的表面增强拉曼光谱研究

基于壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术,合成了Au@SiO₂纳米粒子,并对其进行了相关表征. 结果表明,包裹的二氧化硅层连续、致密,Au@SiO₂膜/Ti电极上可获得金属钛电极上吸附吡啶分子的高质量表面增强拉曼光谱（SERS）信号. 通过Pt、Ni电极的测试,证实该信号源于吸附在基底表面的吡啶分子. 此外,Au@SiO₂膜/Ti电极上吸附吡啶分子的现场SERS光谱研究表明,在-0.1 V ~ -0.6 V电位区间,吡啶分子平躺吸附,从-0.6 V起吸附的吡啶分子由平躺逐转变为垂直,而当电位为-1.2 V时,电极表面析氢,吡啶脱附.     

离子液体中Fe电极界面结构的SERS光谱研究

采用高灵敏度的表面增强拉曼光谱(SERS)技术, 结合不同长度的探针分子, 通过电化学调控研究了Fe电极在离子液体中的表面增强因子、零电荷电位、界面吸附及界面双电层结构. 利用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)技术提高表面吸附物种的拉曼信号, 降低高浓度本体的信号干扰, 研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF₄)离子液体本身在Au@SiO₂修饰的Fe电极表面的吸附行为. 结果表明,[BMIm]BF₄在Au@SiO₂修饰的Fe电极表面的吸附行为随电位变化而变化. 在-1.3 V以正区间, 咪唑阳离子以垂直吸附为主, 随电位负移逐渐倾斜甚至平躺吸附于电极表面; 当电位负至-2.3 V, 咪唑阳离子还原成卡宾. 再分别以不同分子长度的硫氰根(SCN^-)和4-氰基吡啶(4-CNPy)为探针分子, 发现SCN^-在[BMIm]BF₄中以N端吸附在纯Fe电极上, 三键频率随电位变化的速率, 即Stark系数为17 cm^-1/V; 4-CNPy以吡啶环上的N垂直吸附于Fe电极上, 频率保持不变, 即Stark系数接近零. 以上结果表明, 在离子液体中电极界面双电层与水体系的差别较大, 电位主要分布在电极紧密层中, 几乎无分散层存在. 此外, 还计算了[BMIm]BF₄中Fe电极的增强因子约为1.5×10².     

水中Ag电极上取向与结构的SERS研究—不同电极电位和NaClO…

将特殊的ＯＲＣ方法、薄层溶液技术和差谱方法相结合，在较宽的电位区间（－０．７～－２．０Ｖ），将得了不含任何（类）卤素离子的ＮａＣｌＯ４／Ａｇ体系中水的ＳＥＲＳ谱，结果表明，不同浓度的ＮａＣｌＯ４体系中，尽管体相水的结构有很大差别，但电极表面的吸附水有相似的结构特征，即由于电场作用而使有序性较高，并且随电极电位电极负向零电荷电位变化时可能都经历着由单氢端吸附转变为双氢端吸附，继而又转向氧端吸附的取向     

硫脲在HNO3介质中共吸附行为的喇曼光谱研究

用常规Raman谱、电化学现场表面增强喇曼散射光谱(SERS)和时间分辨SERS光谱(TRSERS)研究了硫脲(TU)在HNO₃介质中与NO-3的共吸附行为.实验结果表明,NO₃^-离子能被TU诱导共吸附在其质子化氨基上;TU以S端按σ配位键方式化学吸附在银电极表面.在较正电位区间(≥-0.6V),TU垂直吸附,电位负移(≤-0.8V),TU由垂直逐渐转变为倾斜甚至平躺吸附;在较负的电位下(≤-0.8V),TU在HNO₃介质中比在HClO₄中更稳定,甚至在-2.0V的电位下亦能检测到TU的SERS信号.     

非水体系中苯并三唑在铜电极上吸附的电化学表面增强拉曼光谱研究

采用电化学现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究了非水体系中苯并三唑(BTAH)在铜电极上的吸附及成膜行为, 结果表明非水体系中BTAH的吸附行为随电位变化而不同. 较负电位区间主要以中性分子形式吸附; 中间电位区间主要以BTA^－吸附并不可逆成膜; 而在氧化电位区间主要表现为铜的氧化. 随中性配体三苯基膦(pph₃)的加入, 在中间电位区间, 由于易溶的Cu(pph₃)_n⁺的生成而使铜的溶解速度加快, 最终该阳离子在溶液中和BTA^-作用而生成了多核铜的配合物. 采用直接电化学方法模拟电极表面过程合成了相应的吸附产物, 并对其组成进行了相关表征.     

镍电极表面吸附的苯并咪唑电化学SERS研究

利用电化学循环伏安和极化曲线,考察了镍电极在不同浓度苯并咪唑（BMIH）-乙腈体系的缓蚀效果. 结果表明,随着缓蚀剂BIMH浓度的增加,其氧化电位正移,且氧化电流降低,腐蚀电位正移. 调制电位下测试镍电极表面BMIH吸附的现场表面增强拉曼光谱（SERS）. 随电位正移,BIMH可在镍电极表面吸附成膜,与金属镍生成配合物,阻止镍电极的腐蚀. 并考察了不同浓度BIMH的成膜行为. 结果发现,0.001 mol·L^-1 BIMH即可在镍电极表面成膜,这表明非水乙腈体系的镍表面,BMIH有较佳的缓蚀效果.     

自组装DNA吸附取向的表面增强拉曼光谱法研究

对金基体上自组装寡聚核苷酸探针杂交前后进行电化学非现场及现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究.非现场SERS研究表明,杂交形成的dsDNA在基体表面以A型和B型两种构象同时存在,杂交过程可能伴随DNA链在基体表面吸附取向的变化.根据现场SERS研究结果可知,ssDNA及dsDNA的大多数SERS谱带强度随电极电位正移而降低,尤其是归属于碱基A的两种面外振动模式,谱带变化更为明显.利用SERS表面选择定则判断出随着电极电位由负向正变化,ssDNA及dsDNA螺旋吸附取向由垂直吸附向平躺吸附于金基体表面变化.     

铂电极上吸附芳香分子的表面增强红外光谱研究

应用衰减全反射表面增强红外吸收光谱法分别研究了0.1 mol•L^－1 HClO₄中对硝基苯甲酸(PNBA)和0.1 mol•L^－1 KClO₄中吡啶(Py)在铂电极上的吸脱附. 结果表明在较高电位下(0.3～0.7 V vs. SCE) PNBA是通过其羧基脱质子后羧酸根的两个氧原子等位吸附在Pt电极表面, 而随着电位的负移, 除PNBA逐步脱附外, 还呈现出单个氧原子吸附的谱学特征. 光谱强度与电位的关系表明PNBA在铂电极表面吸脱附的中间电位约为0.2 V vs. SCE. 吡啶的吸附主要是通过氮原子的孤对电子及脱氢后的α碳原子与Pt电极表面键合. 在较宽的电位区间(0.4～－0.4 V vs. SCE)吡啶的吸附方式和取向基本维持不变.     

离子液体中硫氰根在铂电极上吸附行为的SERS研究

利用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF4)中SCN-在Pt电极表面的吸附行为. 研究结果表明, 离子液体中SCN-在较宽的电位范围内吸附在Pt电极上, 且SCN-的吸附方式随着电位区间的变化而变化, 在不同的电位区间内检测到了不同的Stark位移: -0.9~0.4 V约为34 cm-1/V, 对应于S端吸附; -1.6~-1.2 V约为40 cm-1/V, 该区间以N端吸附为主, 中间电位区间为吸附方式的转变区, 且Pt电极在离子液体[BMIM]BF4中的零电荷电位约为-1.1 V(vs. Pt ).     

电极表面Ag(δ+)-NH_3络合物的表面增强拉曼散射效应

本文采用氧化还原循环处理电极首次得到Ag/0.1mol L~(-1)NH_3+0.1mol L~(-1)NH_4Cl体系中吸附在银电极上氨分子的表面增强拉曼散射(SERS)效应。按氨分子在电极表面上的吸附量为每平方厘米8×10~(15)计算,增加因子为1.2×10~5.谱峰强度及位置随电极电位改变。吸附氨分子的SERS谱与Ag(NH_3)_2~+的正常拉曼光谱类似。本文结果表明电极表面上存在Ag(δ+)络合物,它可能是SERS效应的活性中心,用这个概念可较好地解释本文实验结果。通过谱图分析给出了Ag(δ+)表面络合物的可能结构模式。     

电极表面Ag(δ+)-NH3络合物的表面增强拉曼散射效应

本文采用氧化还原循环处理电极首次得到Ag/0.1 mol L~(-1)NH_3+0.1 mol L~(-1)NH_4Cl体系中吸附在银电极上氨分子的表面增强拉曼散射(SERS)效应。按氨分子在电极表面上的吸附量为每平方厘米8×10~(15)计算, 增加因子为1.2×10~5。谱峰强度及位置随电极电位改变。吸附氨分子的SERS谱与Ag(NH_3)_2~+的正常拉曼光谱类似。本文结果表明电极表面上存在Ag(δ+)络合物, 它可能是SERS效应的活性中心, 用这个概念可较好地解释本文实验结果。通过谱图分析给出了Ag(δ+)表面络合物的可能结构模式。     

银电极上4-氨基安替比林原位表面增强拉曼光谱电化学

在银电极表面4-氨基安替比林(4-AAP)分子自组装,形成单分子膜层.应用表面增强拉曼散射(SERS)光谱原位考察不同电位下4-AAP在电极表面的吸附机理及其组装液pH值对组装分子与银作用方式的影响.依据密度泛函数(DFT)理论预测4-AAP分子振动模式及其SERS光谱归属.结果表明:在开路电位下,组装层中的4-AAP分子以N15和O3为位点,由苯环倾斜和比林环垂直的方式吸附在银表面;但随着外加电位负移,4-AAP分子的苯环趋于垂直吸附而比林环则逐渐以平行方式靠近银表面.在-0.8V电位下,4-AAP分子从银表面脱附.酸性溶液中组装,形成的4-AAP膜层以N15和O3为位点吸附于银表面,比林环倾斜而苯环直立;碱性条件下,分子的吸附位点不变,比林环呈平行取向,而苯环倾斜于银表面.     

Cr(Ⅲ)盐在Pt电极和PbO电极上阳极氧化为铬酸盐的机理的研究

在[H₂SO₄]和[SO₄^2-]恒定的不同浓度Cr₂(SO₄)₃溶液中测定了Cr³⁺在光滑Pt和PbO₂电极上的稳态极化曲线和分解极化曲线,得到了氧的阳极发生和Cr⁶⁺阳极形成的动力学数据,提出了Cr(Ⅵ)是由Cr(Ⅲ)通过"活性氧"的氧化形成的反应机理。测得了PbO₂电极上不同过电位下电极反应的有效活化能,其数值均在41.9kJ/mol以上,且随着极化的增大而减小,据此在动力学处理中可以忽略扩散的作用。测得了在不同电位极化下PbO₂电极的阻抗频谱。在较高电位下阻抗谱呈现明显的两个半圆,表明电极过程包括了中间吸附物的形成。吸附电容C_ad比双层电容C_d大1-2个数量级;C_d比通常光滑电极表面的C_d大得多,这可能与阴离子的特性吸附有关。     

吡啶-氯化钾水溶液/n型硫化镉电极界面上的表面增强喇曼散射

本文研究了在吡啶-KC1水溶液中吡啶吸附在n-CdS电极上的表面增强喇曼散射(SERS)。在光照下,CdS电极经过正极化予处理数分钟,就能观察到吡啶吸附在CdS电极上的很强的SERS谱。其特征峰是1010和1036cm^-1与纯吡啶的喇曼特征峰991,1030cm^-1相比有了明显位移。又SERS谱随着吡啶浓度的增加而增强。外加电位对SERS也有一定影响,其曲线形状与CdS的I～V曲线很相似。对这些实验结果,本文用n型CdS电极的光电化学特性进行了初步的考察和讨论。     

时间分辨表面增强拉曼光谱(TRSERS)研究硫脲衍生物与ClO4^-的共吸附行为

运用时间分辨表面增强拉曼光谱(TRSERS)结合电位双阶跃的方法, 研究了硫脲衍生物甲基硫脲(MTU)和烯丙基硫脲(ATU)在银电极表面与ClO4^-离子的共吸附行为, SERS强度-时间曲线表明它们各自相应的SERS谱峰强度随电位阶跃的响应速率不同, 离电极表面较近的基团的特征谱峰强度的响应速率较快; MTU以S端且垂直吸附在电极表面,ATU也以S端和表面发生化学吸附, 但整个分子斜躺吸附在电极表面上。     

硫酸溶液中Pt电极表面过程的EQCM研究

应用电化学循环伏安和石英晶体微天平(EQCM)方法研究了0.1mol·L-1硫酸溶液中Pt电极表面的吸附和氧化过程.从电极表面质量变化的结果分析,可认为正向电位扫描时氢区表面质量的增加是由于水分子取代Had引起的,而双电层区的质量增加则是由于水的吸附模式逐渐由氢端吸附转向氧端吸附所致.根据频率变化和电量数据,进一步推算出水在双电层区是以低放电吸附形式出现的,1molPt原子和水分子只发生0.054mol的电荷转移.本文结果可为认识Pt电极表面过程提供定量的新数据.     

钴电极在碱性溶液中氧化还原反应的现场共聚焦显微喇曼光谱研究

采用现场共聚焦显微喇曼光谱研究钴电极在碱性溶液中的氧化还原行为和生成物的喇曼光谱特征.研究结果表明:电位正向扫描时,在-0.64V左右Co氧化生成Co(OH)₂和CoO,随着电位正移逐步生成Co₃O₄,在正电位区电极表面层主要是Co₃O₄、CoOOH和CoO₂等;电位负向扫描时,电极表面上的高价含氧化合物相继还原为Co₃O₄和Co(OH)₂,并最终还原为Co.由不同电位下的生成物的喇曼光谱可以看出:电极表面上的氧化还原反应是随电位变化而逐步进行的连续化反应过程,并主要形成复合含氧化合物.     

锌电极上2-巯基吡啶自组装单层的原位表面增强拉曼光谱电化学观察

利用原位表面增强拉曼散射(SERS)技术, 观察了2-巯基吡啶在锌电极上单层吸附和脱附行为. SERS实验结果表明, 2-巯基吡啶分子主要通过巯基上的硫原子垂直吸附于锌表面. 原位SERS光谱电化学发现, 当外加电位达到－1.4 V vs. SCE时, 分子开始从表面脱附, 并伴随吸附构型变化, 在－1.6 V时发生完全脱附.     

胞嘧啶吸附在粗糙金电极上的表面增强拉曼光谱

应用电化学伏安法和表面增强拉曼光谱(SERS)研究在-1.0 V~0 V电位区间内胞嘧啶于粗糙金电极表面的吸附行为.结果表明,在本实验的电位区间,胞嘧啶是以其N3位垂直吸附在粗糙金电极表面的.在负电位区间环呼吸振动模的强度出现极大值,与其它振动模强度相比,作者认为电磁场的增强和电荷转移均使该谱峰的拉曼信号增强.胞嘧啶的环呼吸振动频率随着电位负移而红移,这意味着它与金电极的成键作用减弱.同时也表明SERS谱可用于研究生物分子在金属电极表面的吸附行为.     

金属-4-(2-吡啶偶氮)-间苯二酚(PAR)络合物极谱波研究(Ⅰ)——钒(V)-PAR-NaClO3体系的极谱催化波

钒(V)-PAR络合物在NaClO₃存在下产生一灵敏的极谱催化波.峰电位为-0.1V(SCE).该催化波具有吸附和动力波的特征.