自组装银纳米粒子及其SERS增强效应

采用柠檬酸三钠还原硝酸银方法制备出银纳米粒子, 并通过在玻璃表面修饰3-氨基丙基-三乙氧基硅烷( APTES)对银纳米粒子进行自组装。利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)测试手段对样品进行分析和表征。由测试结果可知银纳米粒子的尺寸比较均匀, 组装致密度较高, 基本以亚单层的形式分布于基底表面。进一步研究了以结晶紫(CV)为探针分子的自组装基底的表面增强拉曼光谱(SERS), 计算发现该基底的拉曼增强因子数量级达106。结果表明: 银纳米粒子自组装基底具有良好的SERS增强效应, 为痕量CV的检测提供了有效的方法。     

非常规条件下的SERS效应

关于表面增强Raman散射效应的研究大体上分为两类：一类是关于不同的吸附分子，一类是关于不同的衬底材料。比较容易观测到表面增强Raman散射效应的分子大都是一些含有π键，孤电子对和环结构的分子。而具有饱和结构的分子则难于观察到表面增强Raman散射效应。表面增强Raman散射效应使用的衬底材料主要是Ag，Au和Cu，其他如Pt，Pd，CA，Co等金属上也有弱的表面增强Raman散射效应。本文介绍“非常规”吸附质和衬底条件下的SERS现象。     

Fe2O3/Au/Ag磁性核壳纳米粒子的制备及其SERS研究

本文介绍了一种制备多功能磁性Fe2O3/Au/Ag纳米粒子的简捷方法, 制备的粒子直径大约在100 nm左右, 采用UV-vis和SEM对该结构进行了表征。并通过调节硝酸银的用量, 制备了一系列具有不同壳层厚度和表面结构的多重核壳纳米粒子。以苯硫酚(TP)为探针分子, 研究了不同银壳厚度的磁性纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明随Ag:Au比例的不断增加, 其SERS活性呈现先增大后减小的趋势, 这与表面结构的改变有关。     

用分散聚合反应制备SiO2/PS包覆粒子（英）

采用分散聚合反应制备了纳米SiO2/PS包覆粒子,并对其结构进行了表征。首先在超声波场中用表面活性剂对纳米SiO2粒子进行亲油化处理,然后在氮气保护下利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用,在实现纳米SiO2粒子在反应介质中纳米分散的同时,引发苯乙烯单体在纳米SiO2粒子表面发生分散聚合反应,制备出纳米SiO2/PS包覆粒子。最后,采用SEM,TEM,FTIR,XPS等测试手段对纳米SiO2/PS包覆粒子进行了表征,测试结果表明,PS实现了对纳米SiO2的包覆,形成了核壳包覆结构。     

用分散聚合反应制备SiO2/PS包覆粒子（英）

采用分散聚合反应制备了纳米SiO2/PS包覆粒子,并对其结构进行了表征。首先在超声波场中用表面活性剂对纳米SiO2粒子进行亲油化处理,然后在氮气保护下利用超声波的分散、粉碎、活化、引发等多重作用,在实现纳米SiO2粒子在反应介质中纳米分散的同时,引发苯乙烯单体在纳米SiO2粒子表面发生分散聚合反应,制备出纳米SiO2/PS包覆粒子。最后,采用SEM,TEM,FTIR,XPS等测试手段对纳米SiO2/PS包覆粒子进行了表征,测试结果表明,PS实现了对纳米SiO2的包覆,形成了核壳包覆结构。     

银纳米粒子/碳纳米管阵列SERS基底增强因子分析和实验

为了直观、准确地定量分析表面拉曼增强散射基底结构的拉曼增强,利用磁控溅射和高温退火的方法制备了银纳米粒子修饰垂直排列的碳纳米管阵列三维复合结构样品;实验采用罗丹明6G(R6G)溶剂作为探针分子,结合共聚焦显微拉曼系统,开展了表面增强拉曼增强因子(EF)分析计算的相关实验。SEM结果表明：在有序碳纳米管阵列的表面和外壁均匀地负载了大量银纳米粒子。对退火温度为450 ℃,退火时间为30 min的样品进行了EF计算,得到其增强因子约为2.2×103,并分析了EF值低的原因主要是：在碳纳米管上溅射的银膜膜厚不均匀,导致退火后银颗粒分布不均,使得样品粗糙度值偏大,EF值较低;实验中所用的激励光源并非银纳米颗粒的优化光源。     

银纳米粒子修饰三维碳纳米管阵列SERS实验

为了使表面增强拉曼散射(SERS)基底的三维聚焦体积内包含更多的“热点”,能吸附更多探针分子和金属纳米颗粒,以便获得更强的拉曼光谱信号,提出了银纳米粒子修饰垂直排列的碳纳米管阵列三维复合结构作为SERS基底,并对其进行了实验研究。利用化学气相沉积(CVD)方法制备了垂直排列的碳纳米管阵列;采用磁控溅射镀膜方法先在碳纳米管阵列上形成一层银膜,再通过设置不同的高温退火温度,使不同粒径的银纳米粒子沉积在垂直有序排列碳纳米管阵列的表面和外壁。SEM结果表明：在有序碳纳米管阵列的表面和外壁都均匀地负载了大量银纳米粒子,并且银纳米颗粒的粒径、形貌及颗粒间的间距随退火温度的不同而不同。采用罗丹明6G(R6G)分子作为探针分子,拉曼实验结果表明：R6G浓度越高,拉曼强度越强,但是R6G浓度的增加与拉曼强度增强并不呈线性变化;退火温度为450 ℃,银纳米颗粒平均粒径在100～120 nm左右,退火温度为400 ℃,银纳米颗粒平均粒径在70 nm左右,退火温度为450 ℃的拉曼信号强度优于退火温度400和350 ℃。     

TiO_2/石墨烯/Ag复合结构SERS实验

基于氧化物半导体的光催化特性,能够降解有机物分子,使表面增强拉曼散射基底得以重复使用。提出了银纳米颗粒有效修饰覆盖有石墨烯的二氧化钛纳米棒阵列(TiO_2/石墨烯/Ag)复合结构作为表面增强拉曼散射基底,并对其进行了实验研究。利用水热法制备了二氧化钛纳米棒阵列;采用湿法转移石墨烯和光照还原方法制备了TiO_2/石墨烯/Ag复合结构。用罗丹明6G(R6G)分子作为探测分子,结果表明:随着紫外光照沉积时间增加,探针分子的拉曼信号先增强后减弱;计算得到最大增强因子值约为2.6×106。此外,还对TiO_2/石墨烯/Ag复合结构的紫外自清洁特性进行了初步实验,结果表明,紫外光照射20min后,其拉曼强度下降到42.3%,具有一定的紫外清洁效果。     

镶嵌在SiO2薄膜中纳米GaAs颗粒的Raman散射研究

纳米GaAs颗粒通过射频磁控共溅法成功地被镶嵌在SiO_2薄膜中.通过不同基片温度下沉积的薄膜的Raman光谱观察到了明显的声子限域效应.其结果表明:当沉积时基片温度低于200℃时,X射线衍射和Raman散射均表现出非晶结构特征;当基片温度升高到300℃时,薄膜内的GaAs具有闪锌矿结构,同时其结构振动纵光学声子模对应的Raman散射峰将从非晶散射峰中分离出来,但同大块材料相比,该峰表现出明显的宽化和红移;随着沉积时的基片温度进一步提高,其宽化和红移相应地减小. 关键词：     

金银纳米粒子的电化学性质及联苯胺的SERS研究

采用柠檬酸钠还原氯金酸,硼氢化钠还原硝酸银分别制备了较小粒径的金、银纳米粒子。运用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)对金、银纳米粒子进行了表征。结果表明：所得金、银纳米粒子粒径分别约为16和10 nm,并能以亚单层形式组装于导电玻璃(ITO)表面;CV图显示金、银纳米粒子分别有一对不对称的氧化还原峰,而且纳米粒子的浓度对其氧化还原电位存在一定的影响。采用自组装方法,以联苯胺为偶联分子, 在粗糙金基底表面构筑了金/银纳米粒子的双层有序结构。表面增强拉曼光谱研究表明, 在有序金银纳米粒子组装体中偶联分子的拉曼散射得到了增强。     

SERS study of Ag nanoparticles electrodeposited on patterned TiO2 nanotube films

In this work, Ag nanoparticles (NPs) were deposited on patterned TiO₂ nanotube films through pulse‐current (PC) electrodeposition, and as a result patterned Ag NPs films were achieved. Scanning electron microscopy (SEM), electron probe microanalysis (EPMA), and X‐ray diffraction (XRD) were used, respectively, to study the morphology, uniformity, and phase structure of the patterned Ag NP films. The size and density of the as‐deposited Ag NPs could be controlled by changing the deposition charge density, and it was found that the patterned Ag NP films produced under a charge density of 2.0 C cm⁻² gave intense UV–vis and Raman peaks. Two‐dimensional surface‐enhanced Raman scattering (SERS) mapping of rhodamine 6G (R6G) on the patterned Ag NP films demonstrated a high‐throughput, localized molecular adsorption and micropatterned SERS effect. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

DNA模板自组装正电荷纳米金基底的增强SERS效应

本文将合成的直径为10 nm的正电荷金纳米颗粒通过静电作用高密度自组装到带负电荷的长链λ-DNA分子上, 形成了高密度的具有纳米间隙的金纳米颗粒网络结构。研究了孤立的金纳米颗粒和所自组装的金纳米颗粒-DNA复合材料作为表面增强拉曼散射(SERS)基底的活性。原本对SERS信号响应较弱的10 nm直径的金纳米颗粒, 在自组装到DNA上形成具有纳米间隙的金纳米颗粒网络后, 产生了均匀、一致、强烈的SERS增强响应。我们利用用该基底对罗丹明G(R6G)、吡啶(Py)和对巯基苯胺(4-ATP)等不同类型的小分子化合物进行SERS检测的结果表明, 此方法制备SERS基底产率高、均一, 具有较好的SERS增强效果好, SERS信号稳定性和重复性相对常规孤立的金纳米颗粒SERS基底有很大提高。     

电位平均SERS技术研究二巯基嘧啶与银电极的作用

采用电位平均表面增强拉曼散射(PASERS)新方法研究二巯基嘧啶(2MP)在不同电极电位下与银电极的作用,PASERS 谱的获得是在快速调制两个电极电位的同时记录 SERS 谱。研究表明2MP在—1.1V 以正的电极电位下,通过硫原子以竖立方式作用于银电极表面,在—1.1V 以负的电位下发生电化学还原反应。     

Deposition of Ag nanoparticles on porous anodic alumina for surface enhanced Raman scattering substrate

Ag nanoparticles were exclusively deposited inside the pores of the porous anodic alumina (PAA) template through the deposition cycle including the incubation and the subsequent reduction of Ag(NH₃) . Both the density and size of the produced Ag nanoparticles increased as the deposition cycle number increased. A field‐emission scanning electron microscopeand an ultraviolet‐visible spectrometer were applied, respectively, to study the morphology and the extinction spectra of the Ag nanoparticles. The optimum deposition number was found from the scanning electron microscope (SEM) analysis. Surface enhanced Raman scattering (SERS) spectra of p‐aminothiophenol recorded on the Ag–PAA substrates prepared under increasing number of deposition cycles, manifested an enlarging trend of peak intensity. A point‐by‐point SERS mapping of p‐aminothiophenol on the Ag–PAA substrate was acquired to characterise the homogeneity of the substrate. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

海胆状金纳米粒子表面形貌对表面增强喇曼散射特性的影响

采用改进的一步还原法合成了多种海胆状金纳米粒子,并对它们的表面增强喇曼散射特性与其表面形貌的关系进行了实验研究.实验表明,合成的海胆状金纳米粒子的直径及表面的尖刺大小可以通过改变加入到氯金酸溶液中的硝酸银的量来调节.当加入到氯金酸溶液中的硝酸银为1μL时,合成的海胆状金纳米粒子的直径最小而尖刺最长.同时测量的紫外-可见-近红外吸收光谱表明,海胆状金纳米粒子的局域表面等离子体共振带会随着加入到氯金酸溶液中的硝酸银量的增加而变宽.此外,通过喇曼标记分子对巯基苯甲酸(4MBA)的喇曼光谱测量发现,较小直径和较长尖刺的海胆状金纳米粒子具有更强的表面增强喇曼散射活性.     

Polarized SERS study of an individual Ag nanowire with bulb humps

Polarization-dependent surface enhanced Raman scattering (SERS) of an individual Ag nanowire (NW) with bulb humps (including nm-scaled bulb humps on the body part and a bulb NW-tip) was investigated. Strong SERS effect was observed from the bulb NW-tip, which exhibited cos²θ dependence relative to the polarization angle θ of the incident laser. Such dependence is similar to that of the NW-body with bulb humps, but different from that of the other NW-tip with crown shape. Their different polarized SERS behaviors along with the bulb hump effect on SERS were discussed.     

水溶液银纳米晶聚集对表面增强拉曼散射的影响

由于贵金属纳米粒子独特的光学性质,基于衬底的贵金属纳米粒子薄膜表面增强拉曼散射技术在分子生物学和医学免疫分析等研究领域中显现出非常好的应用优势和潜力。本项研究工作应用柠檬酸纳作聚集剂诱导水溶液中对巯基苯甲酸修饰的Ag纳米粒子聚集,并应用以此形成的"热点"增强SERS光谱,获得了对巯基苯甲酸修饰的Ag纳米粒子聚集非常有效的4-MBA分子的SERS信号,为未来建立生物待测物的分析检测奠定前期基础。结果证明,水溶液中的Ag纳米粒子的聚集形成的"热点"具有非常好的SERS光谱增强效应。