银纳米颗粒阵列的表面增强拉曼散射效应研究

利用具有高密度拉曼热点的金属纳米结构作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,可以显著增强吸附分子的拉曼信号.本文通过阳极氧化铝模板辅助电化学法沉积制备了高密度银(Ag)纳米颗粒阵列;利用扫描电子显微镜和反射谱表征了样品的结构形貌和表面等离激元特性;用1, 4-苯二硫醇(1, 4-BDT)为拉曼探针分子,研究了Ag纳米颗粒阵列的SERS效应.通过优化沉积时间,制备出高SERS探测灵敏度的Ag纳米颗粒阵列,检测极限可达10~(-13)mol/L;时域有限差分法模拟结果证实了纳米颗粒间存在强的等离激元耦合作用,且发现纳米颗粒底端的局域场增强更大.研究结果表明Ag纳米颗粒阵列可作为高效的SERS基底.     

纳米粒子修饰硅胶整体柱的制备及其在柱表面增强拉曼光谱应用研究

通过溶胶-凝胶法以四甲氧基硅烷(TMOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)作为混合的前体,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,制备了具有贯通孔道结构的双孔硅胶整体柱,采用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MTPMS)对硅胶整体柱表面进行巯基化修饰后,分别将金、 银纳米粒子组装在整体柱材料表面。 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 扫描电子显微镜(SEM)对金、 银纳米粒子形貌、 吸收光谱及组装金、 银纳米粒子前后整体柱的形貌进行了表征。 以对巯基苯胺(PATP)为探针分子,分别采用波长为633和532 nm的激发光作为激发光源,研究金和银纳米粒子修饰的硅胶整体柱的在柱表面增强拉曼光谱(SERS)性能。 结果表明,该基底呈现出很强的SERS活性,结合整体柱的分离富集优势将在食品/环境领域现场痕量检测方面具有广泛的应用前景。     

仿生表面增强拉曼散射基底的制备及其生物分析应用

经过数十亿年的进化和发展,自然界中的动植物体表面形成了规则的微/纳米结构和奇特功能。仿生表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering, SERS)基底是以动植物体表面固有的规则结构或与动植物体性能相似的材料为基础而制作的基底,自发现以来,已成为SERS基底制备领域的研究热点,为解决传统SERS基底形貌和结构不均一、重现性差的问题提供了新的思路。本文介绍了仿生SERS基底及其制备方法,总结了仿生SERS基底在生物分析等方面的应用,并对其在今后的发展做了初步的展望。     

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。     

质子酸功能化离子液体中银纳米颗粒的制备及其光学性能研究

以质子酸功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([Bmim]H₂PO₄)为反应介质和表面活性剂,采用简单的化学还原法制备了具有形状各向异性的块状银纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等一系列手段对其结构、形貌及光吸收特性进行了表征。结果表明,所制备的银纳米块具有立方结构,其平均横向尺寸约为30 nm,在硅片上自组装形成密堆积结构的多层膜。以1,2-二(4-吡啶基)乙烯(BPE)作为探针分子,研究所制备银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明所制的银纳米颗粒是较好的SERS基底,具有良好的增强效果,痕检能力及稳定性。对BPE分子的最低检测浓度可低至10-9mol·L-1,而且保存了90天后,其检测灵敏度没有显著的降低。     

Al~(3+)诱导的金纳米粒子静电自组装及其SERS表征

通过Al 3+静电诱导实现了金纳米粒子(Au NPs)的一维(1D)或二维(2D)程序可控自组装。我们的研究发现,静电组装形成的Au NPs组装体(Au NAs)的尺寸、形貌及其表面等离子体共振(SPR)性质与Al 3+的浓度密切相关,随着Al 3+浓度的增加,Au NPs由孤立的Au纳米粒子组装成一维或二维的纳米阵列。同时,与孤立Au NPs相比,Au NAs因存在更多的"热点"而具有更好的SERS活性,并可以通过调节Al 3+的浓度来调控Au NAs的SERS活性。     

铅纳米微粒用作油性润滑的摩擦学性能研究

在石蜡油 聚乙二醇的混合溶剂中 ,通过液相分散法成功地制备出了铅纳米微粒 .其中 ,石蜡油是反应介质 ,聚乙二醇是抗氧化剂 .同时 ,对铅纳米微粒的形貌和结构进行了透射电镜 (TEM)和X光衍射 (XRD)表征 .结果表明 ,铅纳米微粒呈球形 ,平均粒径为 70nm ,具有与本体铅相同的晶体结构 .另外 ,在四球试验机上表征了铅纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能 .摩擦试验表明 ,铅纳米微粒具有良好的减摩抗磨性能 ,并能够显著改善基础油的承载能力 .磨斑表面分析表明 ,铅纳米微粒的抗磨减摩机制不是形成金属沉积膜 ,可能是在摩擦接触面形成滑动 轴承系     

不同形貌的AZO/4-MPY/Ag三明治结构及4-MPY分子的SERS光谱研究

铝掺杂氧化锌(AZO)作为掺杂的半导体金属氧化物可以作为表面增强拉曼基底。由于不同的形貌可以对SERS信号产生不同的作用,于是我们采用酸法刻蚀将AZO纳米薄膜进行不同时间的刻蚀,得到了不同的岛状结构。将4-巯基吡啶(4-MPY)探针分子吸附在岛状的AZO纳米薄膜上,并与Ag纳米粒子形成三明治结构,可以观察到刻蚀之后该三明治结构的SERS信号明显增强。     

过渡金属硫化物纳米晶的溶剂热合成与表征

以硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)、硝酸铁(Fe(NO3)3·6H2O)和硫脲为原料,在同一混合溶剂(乙二醇和水)中通过控制两种溶剂的比例(1∶2; 4∶1),利用溶剂热法在180 ℃分别恒温制备了硫化钴(CoS1.097)和硫化铁(Fe3S4)两种纳米晶.用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对样品组成、粒径和表面形貌进行了表征,荧光光谱对其荧光性质进行了测量.结果表明,所得样品分别为六方相的CoS1.097和立方相的Fe3S4纳米粉末.在此基础上,对影响两种纳米晶形成的主要因素进行了初步的分析和讨论.     

基于单个树枝状银纳米分形结构的SERS光谱研究

利用铜片与硝酸银溶液之间的置换反应在室温下成功制备了大量的银纳米枝晶。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDS)对样品的形貌和成分进行表征,发现产物是有着精细分形结构的高纯度银纳米材料。在此基础上,探索了一种能够快速获得、定位单个纳米结构的方法,并以结晶紫分子为探针对单个枝晶进行了表面增强拉曼光谱(SERS)研究。结果表明,该树枝状银纳米分形结构是一种高效的SERS活性基底。此外,我们还对树枝状银纳米分形结构的生长机制进行了初步探索。