巯基苯并咪唑在银电极表面的自组装吸附特性及表面增强拉曼光谱

采用循环伏安法处理Ag电极,得到活化的具有表面增强拉曼光谱(SERS)效应的粗糙Ag表面,进一步采用激光拉曼光谱探讨了2-巯基苯并咪唑(MBI)在其表面的自组装分子层的吸附特性。实验表明,在活性Ag表面的MBI自组装分子层能够产生理想的SERS效应,其强度随探针分子MBI浓度的增加先提高后减弱,达到一定浓度时因受其空间位阻等因素的影响,增强效应减弱。MBI在1×10^-6 mol·L^-1 浓度时增强效果最大。拉曼增强效应随着体系酸度的变化有着明显不同,在强酸性条件下的增强效应明显优于中性和碱性条件。MBI分子存在两种不同的异构体和在不同酸度下存在3种不同的存在形态,并形成动态平衡。pH <2时,MBI分子主要以硫酮式MBI⁺存在,并以巯基上的S:与活性Ag以配位方式吸附成键,其整个大π键平面垂直地吸附于Ag表面,产生相对较大的SERS信号。pH >2时,由于硫酮式和硫醇式与活性Ag的键合方式和能力不同,硫醇式上的S与Ag以S-Ag共价方式同时双键侧上的N以配位方式协同参与吸附成键,比硫酮式MBI⁺的单纯配位吸附要强,因而形成了竞争吸附,表现为SERS在pH=2~3.7之间的急剧下降。MBI硫醇式由于以S-Ag、N-Ag键的协同吸附,形成了倾斜侧卧式垂直吸附,而使拉曼增强效应相对减弱。     

银纳米粒子阵列的自组装及其表面增强拉曼光谱应用

在以聚赖氨酸为表面耦联层分子的玻片基底制备了银纳米粒子阵列。ＳＥＭ表征结果表明,银粒子以亚单层的形式排列在基底表面。比较银溶胶和纳米粒子阵列的紫外可见光谱可见聚赖氨酸耦联层对银纳米粒子的粒径具有一定的选择性,甲基紫精在银纳米粒子阵列上的表面增强ＦＴ拉曼光谱表明在近红外区拉曼散射的表面增强主要来自于化学增强效应。     

DFT理论探讨银电极表面吸附吡啶和水分子的表面增强拉曼光谱

本文利用密度泛函方法计算了吡啶和水分子分别吸附于粗糙银电极表面的拉曼光谱强度。结果表明,在不发生共振拉曼散射情况下,拉曼强度随电极表面负电荷量的增加而显著增大。理论预测与实验结果一致。     

2,3-二巯基丁二酸在银表面的电化学表面增强拉曼光谱及电还原特性

采用原位电化学表面增强拉曼光谱(EC-SERS)和电化学还原方法,研究了内消旋-2,3-二巯基丁二酸(DMSA)在活化的银电极上的吸附行为。通过模型分子DMSA进行结构优化的密度泛函理论计算,得到了理论拉曼光谱。在相同的DMSA自组装时间条件下,其在Ag电极表面的覆盖度倒数与溶液浓度倒数成线性关系,说明DMSA单分子层在活性Ag表面的化学吸附遵循Langmuir等温吸附模型。在酸性介质中,DMSA浸置自组装50 min后,SERS峰强趋于稳定,达到了该浓度下的动态吸附平衡。EC-SERS信号随施加电位的负移逐渐减弱至基本消失。通过计算探针分子DMSA在不同电位下的增强因子(EF),指出较负电位下存在着还原/脱附作用,使得Ag表面的拉曼活性降低,尤其在小于-0.4 V的还原电位时,增强因子显著减小。     

二维组装纳米银粒子上对巯基苯胺的表面增强拉曼光谱研究

采用表面自组装方法在聚赖氨酸修饰ITO电极表面和对巯基苯胺修饰光滑银表面组装了纳米银粒子的二维结构。FT -SERS光谱结果表明 ,巯基苯胺的吸附取向垂直于金属银表面 ,其中电磁增强机理起主导作用 ,但同时也存在化学增强的贡献。纳米银粒子的“体积效应”使其与吸附分子间的电荷转移更为有利。耦联于纳米银和光滑银表面间的巯基苯胺的拉曼散射增强则与纳米银粒子和光滑银表面的耦合而导致的局部电磁场增强直接相关。     

粗糙银电极上高铁血红素的非共振表面增强拉曼光谱研究

以632.8nm为激发线,研究了高铁血红素的非共振表面增强拉曼光谱。结果表明,高铁血红素的氧化和还原状态的拉曼谱图以B_(1g)振动模式为主;血红素以丙酸侧基直接吸附于电极表面,叶啉环则以垂直于电极表面的形式存在。B_(1g)振动模式v_(15)对血红素中心铁的氧化还原状态十分敏感,被指认为非共振条件下血红素氧化还原状态的特征谱峰。     

银电极表面上C60薄膜的表面增强拉曼光谱研究

在银电极表面形成一层C60薄膜,分别在乙腈溶液和水溶液中进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究并将两者进行比较,从而消除了溶液中的C60干扰表面吸附C60的SERS谱图的可能性.研究结果表明,C60分子对称性的降低导致SERS谱峰发生了分裂;表面电磁场的作用使得光谱选律在SERS效应中被拓宽,产生了新的拉曼谱峰.该结果与团簇吸附在粗糙银电极表面的C60分子的研究结果相似.与之不同的是在乙腈溶液和水溶液中的SERS谱图的低波数区内分别在348和311 cm-1左右出现一个新峰,经过分析可认为该峰与C60-金属基底的相互作用有关.     

胞嘧啶吸附在粗糙银和金电极上的表面增强拉曼光谱

利用电化学伏安方法和表面增强拉曼光谱(SERS)技术研究了在-1.0V~0V的电位区间内胞嘧啶在粗糙银电极和金电极表面上的吸附行为。结果表明,在所研究的电位区间,胞嘧啶通过N3位垂直吸附在粗糙银和金电极表面,且当电位负移时吸附作用减弱。     

Cu,Zn-SOD在银电极上的原位表面增强Raman光谱

本文应用原位共焦拉曼光谱技术观察了Cu ,Zn -SOD分子在经表面增强处理后的银电极上 ,吸附状态随电位跃迁变化的过程。结果表明在 -0 2V～ 0 1V的电位区间内 ,Cu,Zn -SOD分子经由羧酸根离子吸附于银电极表面 ,而在 0 2～ 0 4V电位区间内发生脱附 ,表面吸附的物种改变为缓冲溶液中的磷酸根离子。上述结果为SOD分子在固体电极表面电子传递机制的探索提供了依据。     

修饰银电极上单壁碳纳米管的表面增强拉曼散射

本文采用修饰了银纳米颗粒的银电极作为基底,获得了高质量的单壁碳纳米管(SWCNTs)的表面增强拉曼散射(SERS)光谱。在1100~1500 cm-1范围内观测到了一组表征SWCNTs结构的新峰。修饰在银电极上的银纳米颗粒不仅可以保证SWCNTs在这一体系中吸附的紧密性,而且通过变面等离子体共振起到了电磁放大的作用。通过对银纳米颗粒修饰银电极表面SWCNTs的SERS光谱及其随电位变化的SERS光谱的研究,我们可以研究这一过程中的SERS机制。理论和实验结果表明,银纳米颗粒修饰银电极上单壁碳纳米管的SERS很有潜力成为一种检测单壁碳纳米管合成质量的新方法。     

覆银银电极上哌啶分子的表面增强拉曼散射研究

通过改进电极修饰方法,在粗糙银电极上沉积银纳米颗粒,得到了哌啶分子吸附在覆银银电极上的高质量SERS谱,并研究了电位对哌啶分子在这种覆银银电极上SERS光谱的影响。实验表明,沉积有银纳米颗粒的粗糙银电极是一种新的高效SERS活性基底,分析并解释了覆银银电极能产生极强的增强效应的可能原因。     

金属/乙腈界面微量水的增强拉曼光谱

本文概述了我们最近利用表面增强拉曼散射技术研究金属 /乙腈界面区痕 /微量水分子的界面行为所取得的进展。研究表明银电极双电层中存在多种吸附模式下的水分子结构。处于非水环境下的水分子的νO H与水系相比存在明显的差别。水分子间的氢键被不同程度地破坏导致几种模式下的水分子νO H均要高于水体系。铂电极表面的研究表明水分子的介入很大程度上限制了铂表面乙腈分子的解离吸附反应。     

混合正、负电性银胶体系的表面增强拉曼散射活性研究

通过化学还原的方法分别制备了具有正、负电性的纳米银胶 .利用透射电子显微镜表征了正、负电性银胶以及混合银胶体系中加入碱性品红分子后的聚集行为 .通过测定碱性品红分子在正、负电性银胶以及混合银胶体系中的表面增强拉曼光谱的变化 ,探讨了不同电性银胶基底对碱性品红表面增强拉曼活性的影响 .实验结果表明 ,混合溶胶体系所具有的不同于单一溶胶的聚集特性能有效的改善单银胶体系的表面增强拉曼散射活性 .     

pH值对4-氰基吡啶吸附行为影响的SERS研究

采用现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究了4-氰基吡啶在不同pH值下铂电极上的吸附行为.结果表明,pH对4-氰基吡啶的吸附原子没有影响,均以吡啶环上的氮吸附在电极表面,但分子的取向不同.酸性条件下,4-氰基吡啶在正于0.6 V(SCE)的电位区间倾斜吸附,在0.6V到-0.2V以相对垂直方式吸附,而在负于-0.4V的电...     

纯钛电极上的表面增强拉曼光谱研究

采用机械粗糙、电化学氧化还原、化学刻蚀等方法对纯钛电极表面进行粗糙,在钛基底上获得了表面增强拉曼光谱(SERS)信号。初步的实验结果表明,采用机械粗糙和电化学氧化还原方法能够获得具有一定粗糙度的电极表面,但是该表面并不具有SERS活性。而采用氢氟酸化学刻蚀方法能够获得具有SERS活性的表面,并且成功检测到吡啶分子的表面增强拉曼信号。实验尝试了在不同条件下进行刻蚀,对酸的刻蚀浓度、刻蚀时间、外接电位等影响因素作了研究,结果发现基底的SERS活性随氢氟酸浓度增大而出现最佳条件,即氢氟酸浓度0.33 Wt%,刻蚀时间为5 min时的拉曼信号最好。实验以0.01 mol·L-1吡啶为探针分子,0.1 mol·L-1 KCl为电解质,在开路电位下成功地观察了钛电极上的表面增强拉曼光谱。     

维生素B12分子在铜电极上的表面增强拉曼散射光谱研究

维生素B12分子在金属电极表面的吸附特性可以反映其与金属相互作用的机理,进而为研究其在生命活动中表现出的生物化学活性提供依据。测试了维生素B12分子的正常拉曼光谱以及其吸附在不同负电位下铜电极上的表面增强拉曼散射光谱。结果表明:在不同的电极电位下,维生素B12分子在铜电极表面的吸附状态不同。在较高负电位下,维生素B12分子的钴啉环倾斜吸附在铜电极表面,Co-CN基团距离铜电极表面较远;随着电极电位的降低,钴啉环与衬底表面所呈夹角开始减小,Co-N基团和5,6二甲基苯并咪唑基团向电极表面靠近。这一结果首次提供了有关维生素B12分子与铜电极进行作用时的结构特性,并给进一步研究其电化学生物活性提供了有意义的参考价值。     

Nd：YAG1064nm激发核黄素分子的表面增强拉曼光谱研究

本采用Ｎｄ：ＹＡＧ１０６４ｎｍ激光器作为发光源并改进银胶制备方法获得了核黄素的工外表面增强拉曼光谱（ＮＩＲ－ＳＥＲＳ）。发现少量的氢氧化钠可提高核黄素的ＮＩＲ－ＳＥＲＳ增强因子,其检测限可达３．２×１０＾－１０ｍｏｌ·Ｌ＾－１。证实核黄素在近红外区比可见区有更强的增强因子。