金银纳米粒子的复合组装及表面增强拉曼光谱研究

采用自组装技术在硅基底上进行金银纳米粒子的混合组装, 通过控制组装溶液中金银溶胶的体积比而控制基底上金银纳米粒子的密度. SEM结果显示金银呈亚单层均匀分布, 以吡啶为探针分子, 在不同波长的激发光下研究了纯金、银以及混合组装时的SERS效应. 利用金银在不同激发线下增强效应的不同以及探针分子吸附在金银纳米粒子表面主要谱峰相对强度差别的特点, 通过一系列校正以及差谱方法研究了金银共存时SERS效应的变化, 并分离出混合体系中金的增强行为, 结果表明在金银同时组装时吡啶的SERS谱峰特征主要表现为银纳米粒子的行为, 分离出的金SERS光谱特征接近银的行为, 说明金银纳米粒子之间产生了一定的耦合作用.     

Au-Ag三角纳米环单层膜的原位转化制备及 SERS效应

利用模板牺牲氧化还原反应将自组装在基片上的三角板银纳米粒子(边长约为79.2 nm)与氯金酸溶液作用进而原位转化形成三角纳米环. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱实时监测基片上银三角板纳米粒子在反应不同阶段的消光特性; 扫描电子显微镜(SEM)显示了银三角板纳米粒子转化过程的形貌变化; 利用X射线光电子能谱(XPS)对其成分进行分析. 表征结果表明, 三角纳米环的成分为Au-Ag合金或复合物; 随着基片与氯金酸溶液作用时间的增加, 自组装膜的表面等离子体共振峰逐渐红移; Au-Ag三角环状纳米粒子的平均壁厚度从29.3 nm缩小至16.2 nm. 以4-巯基苯胺(4-ATP)为探针分子研究了该Au-Ag三角环状纳米粒子单层膜的表面增强拉曼(SERS)活性. 自组装单层膜基底的SERS信号随着Au-Ag三角纳米环平均壁厚度的增加逐渐增强.     

金银合金纳米粒子表面处理及其表面增强拉曼光谱研究

采用水合肼还原的方法制备了金银比例为1∶1的金银合金纳米粒子, 紫外可见吸收光谱显示合成的溶胶只有一个介于金和银之间的吸收峰, 证明了合金结构的形成. 通过氨基耦联方法将合金纳米粒子组装到硅片表面, 利用氯金酸与合金中银的反应对基底上合金纳米粒子表面进行了改性处理. 以吡啶为探针分子, 研究了表面处理前后基底的SERS效应的差别, 结果表明随着浸泡时间延长, 信号强度先逐渐增强后降低至不变, 这与合金纳米粒子表面结构的变化有关, 氯金酸与表面银的反应经历了两个过程, 即粒子表面形成小的孔洞(去合金过程)和AgCl(s)在粒子表面的沉积, 前者有利于SERS效应的提高, 而后者导致SERS效应快速衰减.     

帽状铜纳米粒子的制备及表面增强拉曼散射活性研究

采用真空热蒸发法在SiO₂纳米粒子自组装单层膜上沉积铜薄膜制备了帽状铜纳米粒子。用扫描电镜、原子力显微镜和紫外-可见-近红外分光光度计对帽状复合纳米粒子的表面形貌和光学性质进行了表征。以亚甲基蓝和吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚为探针分子,研究了该复合纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性。通过比较吸附在不同基底上的吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚的谱峰强度,探讨了SERS效应与表面等离子体共振(SPR)的关系。     

帽状银纳米粒子的制备及表面增强拉曼活性研究

采用真空热蒸发法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积银膜制备了帽状银纳米粒子。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计 (UV-Vis-NIR)对其表面形貌及光学性质进行了表征。以吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚作为探针分子，研究了该复合纳米粒子的表面增强拉曼散射 (SERS) 活性，增强因子高达2.88×10⁶。结果表明在二氧化硅纳米粒子表面制备的帽状银纳米粒子是很好的表面增强拉曼散射活性基底。     

复合SERS基底的构建及性质

通过自组装方法以对巯基苯胺(PATP)为偶联分子, 在石英基片上构筑了多种形貌的银钠米粒子单层结构和三明治结构. 研究了组装膜在不同激发线下表面增强拉曼散射(SERS)的增强差异. 研究结果表明, 单层基底和三明治基底中偶联分子的SERS信号因银纳米粒子间的电磁场耦合而显著增强, 且在三明治结构中增强更加明显. 对复合SERS基底增强因子进行计算可知, 复合SERS基底的表面等离子体共振(SPR)峰与激发线的匹配程度越好, 其增强因子越大. 在三明治结构中更易发生PATP分子转变为对巯基偶氮苯(DMAB)分子的激光诱导催化偶联反应. 另外, 该激光诱导催化偶联反应与激发波长密切相关.     

以DDAB为模板的银纳米粒子多层膜制备及其表面增强拉曼效应

通过离子交换和静电相互作用, 将银纳米粒子引入双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)模板中, 获得了有序的银纳米粒子多层膜. 用紫外-可见光谱(UV-Vis)、循环伏安(CV)和原子力显微镜(AFM)对其进行了表征, 并用小角X射线衍射(XRD)研究了DDAB模板和银纳米粒子多层膜的有序性结构. 以4-巯基吡啶(4-MPY)为探针分子研究了银纳米粒子多层膜在表面增强拉曼(SERS)方面的应用, 结果表明, 4-MPY吸附在银纳米粒子多层膜上呈现很强的SERS信号, 说明该多层膜可以用作高活性的SERS基底.     

基于MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底的茶碱表面增强拉曼检测

以制备的MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底为表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底，对茶碱进行SERS检测，探讨了基于该复合基底的表面增强拉曼技术在药物检测方面的应用。首先，利用电化学阳极氧化结合氨气还原氮化法制备了氮化钛纳米管阵列，随后通过电化学沉积法制备TiN-Ag复合基底，并在其表面原位生长金属有机框架(MOF)包覆层得到MOF@TiN-Ag复合基底，将茶碱与银溶胶混合后滴加在该复合基底上进行表面增强拉曼光谱检测。结果表明，MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底中存在面心立方晶型TiN、金属单质Ag和MOF钴基3种物相；扫描电镜结果显示，TiN纳米管排列整齐，Ag纳米结构呈树枝状均匀分散在其表面；作为隔绝层的MOF粒子形状规整，覆盖在TiN-Ag表面；银溶胶纳米粒子呈圆球状分布在MOF@TiN-Ag复合基底表面。由于银纳米粒子与TiN-Ag复合基底可发生协同增强作用，加之MOF的富集特性，使得该复合基底具有优异的SERS性能，其对茶碱溶液的SERS检出限为1×10^-5 mol/L，检测性能良好。所制备的MOF@TiNAg/银溶胶复合基底拓宽了SERS在药物检测...     

用简便方法组装二维模板银纳米阵列

通过制备甲基和羧基混合自组装单层膜, 然后在羧基基团上选择性地生长银制备二维模板银纳米阵列. 利用微接触印刷在金膜上制备模板自组装单层膜, 也就是利用具有二维微米图案的弹力印模把有机巯基化合物转移到金膜上. 改善的银镜反应被用来制备银纳米结构, 银纳米粒子选择性地生长在二维模板有机单分子层的羧基位置. 甲醇作为还原剂具有高的选择性和原子经济性, 一分子甲醇可以还原六个银离子. 利用原子力显微镜和扫描电子显微镜确定了银纳米结构的形貌, 用拉曼光谱研究银纳米结构的光学性质.     

对称性降低的SiO2/Ag核壳结构纳米粒子的制备及表面增强拉曼活性研究

采用湿化学还原法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积银膜制备了SiO2核/Ag帽复合纳米结构。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV/Vis)研究和表征了该复合纳米结构的表面形貌、结构及光学性质。所制备的复合纳米粒子表面粗糙,其表面呈现无数纳米级谷粒状结构,SiO2内核粒径为350nm的银纳米帽的表面等离子共振吸收的2个共振峰分别位于382和689nm处。以亚甲基蓝作为探测分子研究了SiO2粒径为350和450nm的SiO2/Ag帽状复合纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性,增强因子分别为3.6×109和3.9×109。结果表明,湿化学还原法制备的SiO2核/Ag帽复合纳米结构是很好的拉曼活性基底。     

金核银壳纳米粒子薄膜的制备及SERS活性研究

采用柠檬酸化学还原法制备金溶胶, 通过自组装技术在石英片表面制备金纳米粒子薄膜, 在银增强剂混合溶液中反应获得金核银壳纳米粒子薄膜. 用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同条件下制备的金核银壳纳米粒子薄膜的光谱特性和表面形貌, 并以结晶紫为探针分子测量了金核银壳纳米粒子薄膜的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, 金纳米粒子薄膜的分布、银增强剂反应时间的长短对金核银壳纳米粒子薄膜的形成均有重要影响. 制备过程中, 可以通过控制反应条件获得一定粒径的、具有良好表面增强拉曼散射活性的金核银壳纳米粒子薄膜.     

金纳米粒子在氨基表面上的组装-pH值的影响

用原子力显微镜（AFM）和表面增强喇曼光谱（SERS）研究了pH值对金纳米粒子在Au／巯基苯胺自组装膜表面上组装效果的影响．AFM结果表明，金纳米粒子在表面上的覆盖度随pH值表现出规律性的变化，巯基苯胺自组装膜的SERS强度随pH值的变化也有类似的趋势．在磁性环境下，氨基未质子化，金粒子难以组装上，而在酸性条件下，氨基质子化带正电，金粒子与基底容易结合．我们认为金纳米粒子和氨基之间的作用属于静电力，pH值同时影响膜表面氨基的质子化程度和金纳米粒子表面的带电量．     

基于自组装纳米金单层膜的全内反射SERS研究

采用静电自组装技术分别在玻璃基片和30 nm厚的金膜表面固定一层金纳米粒子(GNP)制得两种表面增强拉曼散射(SERS)基底,然后通过棱镜全内反射(TIR)激励和背向收集模式分别测试了两种基底上吸附的染料单分子层SERS光谱.实验结果表明两种SERS基底的拉曼增强效果均高度依赖于入射激光的偏振状态,对于玻璃/纳米金SERS基底,s光全内反射导致的拉曼增强因子是线偏振光(p)光的2-5倍,说明该基底上的"热点"位于纳米金单层膜内相邻粒子之间;对于玻璃/金膜/纳米金SERS基底,只有采用p光在特定的全内反射角下才能激发SERS信号,而且测得的SERS信号比玻璃/纳米金基底增强了近30倍.究其原因是p光在金膜表面共振激发的传播表面等离子体与纳米金局域表面等离子体耦合,进而导致显著场增强.实验结果指出在背向收集模式下,由p光激发的SERS信号是非偏振光,包含强度几乎相等的s和p成分.利用玻璃/金膜/纳米金基底还实现了拉曼光定向发射和收集,测得的SERS信号是p光.     

Au@SiO2核壳纳米粒子的制备及其表面增强拉曼光谱

采用柠檬酸钠还原氯金酸法制备金溶胶, 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 氨水作催化剂, 制备以金为核, 二氧化硅为壳的核壳纳米粒子. 金纳米粒子的粒径可以通过柠檬酸钠和氯金酸的比例控制, 通过调节TEOS的量和反应的时间可以控制二氧化硅壳层的厚度. 以苯硫酚为探针分子研究了核壳结构纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)效应与二氧化硅壳层厚度之间的关系. 研究结果表明, 金内核电磁场增强效应随着二氧化硅壳层厚度的增加逐渐减弱, 且其衰减速度比具有相同尺度的双金属核壳结构纳米粒子的慢. 此外, 探针分子主要以物理作用吸附在二氧化硅的表面, 可通过洗涤方法将探针分子除去, 从而可使该复合结构基底用于循环SERS分析.     

激光诱导沉积银膜制备新型光纤SERS传感器

利用激光诱导沉积的方法直接在光纤端面沉积了银纳米膜,并用SERS光谱监测了这一沉积过程,在光纤端面上生成的银膜出现了“年轮”状宏观形貌,这种形貌与激光在光纤中的干涉与衍射条纹分布相一致,证明了这种现象是由激光诱导反应引发的. 结合实验结果进一步讨论了银纳米膜的形成机理. 在光纤上沉积的银纳米膜作为光纤SERS传感器的基底与其它制备基底的方法比较也具有实验操作简便,耗时短,重现性好,SERS增强效果强等诸多优点,是一种非常好的制备光纤SERS传感器基底的方法.     

金@银核壳纳米粒子的制备和形貌的精确控制及其表面增强拉曼光谱性能

用种子生长法制备了金@银核壳结构的纳米粒子。在制备过程中通过控制氯金酸的浓度和硝酸银的体积,得到了不同粒径的金核和不同厚度的银壳构成的核壳纳米粒子。从而得到了具有不同SERS性能的金@银核壳纳米粒子。选取具有最佳SERS性能的金@银核壳纳米粒子实现了对罗丹明6G的微量检测。     

基于自组装纳米金单层膜的全内反射SERS研究

采用静电自组装技术分别在玻璃基片和30 nm厚的金膜表面固定一层金纳米粒子（GNP）制得两种表面增强拉曼散射（SERS）基底,然后通过棱镜全内反射（TIR）激励和背向收集模式分别测试了两种基底上吸附的染料单分子层SERS光谱. 实验结果表明两种SERS基底的拉曼增强效果均高度依赖于入射激光的偏振状态,对于玻璃/纳米金SERS基底,s 光全内反射导致的拉曼增强因子是线偏振光（p）光的2-5 倍,说明该基底上的“热点”位于纳米金单层膜内相邻粒子之间;对于玻璃/金膜/纳米金SERS基底,只有采用p光在特定的全内反射角下才能激发SERS信号,而且测得的SERS信号比玻璃/纳米金基底增强了近30 倍. 究其原因是p 光在金膜表面共振激发的传播表面等离子体与纳米金局域表面等离子体耦合,进而导致显著场增强. 实验结果指出在背向收集模式下,由p 光激发的SERS信号是非偏振光,包含强度几乎相等的s 和p 成分. 利用玻璃/金膜/纳米金基底还实现了拉曼光定向发射和收集,测得的SERS信号是p光.     

金纳米粒子组装体系中偶联单分子层膜结构的SERS光谱表征与分析

通过分子自组装方法制备4,4′-二硫联吡啶(PySSPy)单分子膜修饰的金电极. 利用所形成的对巯基吡啶自组装单分子膜(SAMs)作为偶联层进行金纳米粒子有序膜的组装. 对该纳米粒子组装体系进行Raman光谱测定, 得到了具有良好信噪比的对巯基吡啶单分子膜的表面增强拉曼散射(SERS)光谱. 在此基础上, 进一步采用电化学现场SERS光谱技术研究了该纳米粒子组装体系的SERS光谱随电位变化的规律. 在该体系稳定的电位范围内表征对巯基吡啶单分子膜的特征谱峰1011与1093 cm^-1、1575与1610 cm^-1以及1206与1215 cm^-1这三对谱峰其强度随着所施加电位的改变呈现出明显的规律性. 分析表明, 偶联单分子层中吡啶环芳香性随着所施加电位的改变而有规律地变化是SERS光谱特征改变的内在原因.     

金@银核壳纳米粒子的制备和形貌的精确控制及其表面增强拉曼光谱性能

用种子生长法制备了金@银核壳结构的纳米粒子。在制备过程中通过控制氯金酸的浓度和硝酸银的体积,得到了不同粒径的金核和不同厚度的银壳构成的核壳纳米粒子。从而得到了具有不同SERS性能的金@银核壳纳米粒子。并选取具有最佳SERS性能的金@银核壳纳米粒子实现了对罗丹明6G的微量检测。     

预聚集法制备单层银纳米粒子膜及其SERS活性研究

提出一种预聚集方法来制备单层银纳米粒子膜, 获得了高活性的表面增强拉曼散射基底. 利用紫外-可见吸收光谱、TEM, SEM等表征手段分析了预聚集程度对银纳米单层膜基底SERS活性的影响. 实验发现该方法制备的银纳米粒子膜的SERS活性与预聚集程度直接相关, 在最优参数下制备的SERS基底具有银颗粒分布均匀、SERS活性均一、增强效果好等优点. 实验分别以罗丹明6G (R6G)、3-巯基丙酸(3MPA)和9-氨基吖啶盐酸盐(9AA)为探针对所制备基底的SERS活性进行了测试, 结果均获得了高信噪比的SERS信号.