固体活性基底表面增强拉曼光谱研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种研究分子吸附和界面现象的有效手段,它促进了拉曼光谱技术应用的发展,其增强机理主要包括电磁增强机理和化学增强机理。固体活性基底是SERS技术的重要组成部分,综述了水体系和非水体系SERS固体活性基底的研究状况及SERS固相基底在定量分析方面的应用,指出了SERS固体活性基底在非水体系的应用潜力。     

表面增强拉曼光谱研究以4,4'-联吡啶为标记分子的免疫检测

通过表面增强拉曼光谱(SERS)研究了标记分子4,4'-联吡啶在金溶胶上的吸附行为, 并将其与山羊抗小鼠IgG结合, 获得SERS标记免疫金溶胶. 在固相基底上组装抗体, 两者组装得到固相抗体-抗原-标记抗体“三明治”结构. 在单组分和双组分体系中借助抗体上标记金纳米粒子所带的SERS信号达到免疫检测的目的.     

表面增强拉曼光谱研究以4,4''''-联吡啶为标记分子的免疫检测

通过表面增强拉曼光谱(SERS)研究了标记分子4,4'-联吡啶在金溶胶上的吸附行为,并将其与山羊抗小鼠IgG结合,获得SERS标记免疫金溶胶.在固相基底上组装抗体,两者组装得到固相抗体-抗原-标记抗体“三明治”结构.在单组分和双组分体系中借助抗体上标记金纳米粒子所带的SERS信号达到免疫检测的目的.     

对氨基苯硫酚分子的表面增强拉曼光谱及等离激元光催化反应

对氨基苯硫酚(PATP)是表面增强拉曼光谱(SERS)研究中最重要的探针分子之一. PATP吸附体系具有非常特征且异常强的SERS信号, 但人们对其SERS信号的理解仍存在较大争议. 本文结合文献, 总结了我们为了理解PATP分子异常的SERS光谱所开展的系统的理论和实验工作. 首先介绍PATP的SERS增强机理方面开展的理论工作, 研究表明PATP分子的异常SERS信号不是来自PATP分子本身, 而是来自其表面催化偶联反应产物二巯基偶氮苯(DMAB). 通过实验和DMAB合成两个方面, 验证了DMAB是异常SERS信号的根源. 其次总结了各种实验条件对PATP转化为DMAB的影响, 并从实验和理论两个角度探讨PATP的表面催化偶联反应机理. 最后, 通过对PATP体系的SERS和等离激元增强化学反应的总结, 展望表面等离激元增强化学反应的未来发展方向.     

银电极的SERS-活性位与可逆吸附现象

表面增强拉曼散射(SERS)灵敏度高而且不干扰被测体系,它是表面分析特别是研究金属-水溶液体系表面问题的理想工具。Chen等用SERS 测得吡啶在银电极表面的吸附服从Langmair吸附曲线,而Jeanmaire等将银电极置于吡啶浓度不为零的水溶液中,进行氧化-还原循环(ORC)处理得到的吸附曲     

H_2O的表面增强Raman散射效应——在高浓度的ClO_4~-体系

采用可有效破坏H_2O分子间氢键的高浓度的ClO_4~-为主要支持电解质,在比通常低数十倍浓度的卤素离子体系中可获得很强的H_2O的表面增强Raman散射(SERS)信号,并可在含SCN~-体系中观察到H_2O的SERS现象。在0.1mol/LLiCl和3mol/L LiClO_4体系中的SERS谱表明电极表面上存在两种性质十分不同的H_2O分子,文中较详细地讨论这一异常现象。采用合适的电解质和电极表面处理可扩展对H_2O的SERS研究,更深入认识电化学界面的复杂结构。     

有机银溶胶的吸收光谱和表面增强Raman光谱研究

研究了2-氨基苯并咪唑(BIMNH₂)、LiCl、NaOEt对Ag/EtOH溶胶吸收光谱和表面增强Raman散射(SERS)光谱的影响。结果表明,少量的吸附分子BIMNH₂、LiCl、NaOEt均能改变溶胶聚集状态,从而影响其吸收光谱和SERS效应。此外,Cl^-还可与Ag、BIMNH₂形成表面络合物而增强SERS效应。对Ag溶胶体系SERS光谱的溶剂效应也作了初步研究。     

电化学界面SERS光谱的密度泛函理论研究

运用量子化学密度泛函DFT理论和拉曼光谱研究了吡啶在过渡金属(Ⅷ族)和币族金属(IB族)表面吸附的成键机理及其拉曼光谱的变化规律.总结了作者研究组有关吡啶-金属SERS体系的研究,并从化学成键机理和光驱电荷转移机理两个方面探讨了电化学界面SERS谱峰的频率位移和增强效应,解释了实验观测到的SERS光谱随金属电极材料、激发光波长以及电极电位变化的现象.     

电化学粗糙银电极表面上共吸附体系的SERS研究

自1974年发现表面增强喇曼散射(SERS)光谱以来,人们不但对其进行实验和理论上的探讨,还开展了应用方面的研究,如用于痕量分析、催化和腐蚀等,并已开始用于研究物质的吸附状态以及多物种共存体系。本文通过对吡啶、苯甲酸共存体系的SERS谱及其随外加电位变化的实验研究,运用镜像场等理论探讨了在电化学粗糙银电极表面上吡啶和苯甲酸共存体系中的吸附状态。     

表面增强拉曼散射强度与金纳米粒子粒径关系

表面增强拉曼散射（SurfaceenhancedRamanscattering,简称SERS）的增强机理主要分为两类’‘－‘’：电磁增强和化学增强．通常SERS活性表面的获得需要粗糙化．MOSkovitS最先提出,可将粗糙化的SERS活性表面模型化为平整金属基底上排列的金属胶体粒子“’．这样的模型与实际体系比较符合,同时给理论处理提供了便利．在这一模型基础之上,人们提出了一系列SERS电磁增强的理论计算方法’‘－“．在这些理论计算中,大多包含有SERS强度与粒径关系的结果．粒径对SERS强度的影响体现在两方面：1）SERS与粗糙度有关,粒径可视为粗…     

硫脲及其衍生物的SERS和量子化学研究

Adsorption of thiourea (TU) and ethylthiourea(ETU) on roughened silver electrode was investigated using in- situ surface enhanced Raman spectroscopy(SERS). Using quantum chemistry and HSAB theories, the influences of electrode potential and the different substituent groups on SERS were discussed. TU is chemisorbed perpendicularly by Ag-S bond on silver at E=-0.3 V and adsorption of TU turns into a parallel orientation at E=-0.9 V. ETU is always chemisorbed at an angle from Ag. The adsorption of ETU is through C=C and C=O groups at E=-0.3 V, and mainly through C=C at E=-0.9V.     

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.     

Combining SERS and Electrochemical Transient Technique to Study Structural Change of Coadsorbed Species at Au electrodes

Although surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) is probably one of the most sensitive surface spectroscopic techniques, most of the previously electrochemical SERS studies have been carried out in steady state. Recently, much attention has been attracted to combine time-dependent SERS with electrochemical transient techniques to investigate the electrode/solution interfacial dynamics at molecular level[1,2]. Our previous studies indicate that thiourea (TU) can coadsorb with ClO₄^- at Au electrodes in steady state. In the present work, time-dependent SERS has been used to study the structural change with the potential step for the coadsorption system.     

铋膜修饰玻碳电极用于线性扫描溶出伏安法测定铝箔中痕量镓

用电化学沉积法将铋离子修饰在玻碳电极上,应用此铋膜修饰玻碳电极测定镓时,将试液在pH 5.4的六次甲基四胺-盐酸缓冲溶液中在-1.30 V处预还原40 s,然后在-1.30~-0.50 V范围内扫描,使镓离子从修饰电极上溶出,实现了镓离子的溶出伏安法测定,在-1.01 V处可得镓离子的氧化峰电位,镓的质量浓度在0.002 8~0.21μg.L-1范围内与其峰电流值呈线性关系,方法的检出限(3S/N)为0.7 ng.L-1。方法用于测定铝箔中镓的含量,加标回收率在98.2%~103.8%之间。     

硫脲与多种阴离子共吸附行为的拉曼光谱研究

在电化学的研究与应用中，因硫豚（1’川可用作电镀添加剂、金属的缓蚀剂和一些电极反应的催化剂［‘］而受到人们的广泛重视．早在三十年代初就开展了有关水溶液和非水溶液体系中硫豚在不同金属电极表面的吸附行为的研究【’，’］、随着光谱电化学技术的建立、发展和不断完善     

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。     

Surface-enhanced Raman scattering at the silver electrode/ionic liquid (BMIPF6) interface

This is the first report of in situ SER spectra of chemical species adsorbed on a Ag/room temperature ionic liquid (RTIL) interface. We have investigated the dependence of the SERS intensity of the RTIL derived from 1-n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosfate (BMIPF6) adsorbed on a silver electrode. It has been shown that the BMI+ adsorbs on the silver electrode for potentials more negative than -0.4 V vs a Pt quasireference electrode (PQRE). In the -0.4 to -1.0 V potential range the SER spectra are similar to the Raman spectrum of the RTIL BMIPF6. At potentials more negative than -1.0 V some imidazolium ring vibrational modes and N-CH3 vibrations are enhanced, suggesting that the imidazolium ring is parallel to the surface and for potentials <-2.8 V the BMI+ is reduced to the BMI carbene. The potential dependence of the SERS intensities of Py adsorbed on a silver electrode in BMIPF6 has also been investigated. The results have shown that at potentials less negative than -0.8 V (vs PQRE) Py adsorbs at an end-on configuration forming an Ag-N bond. In the -0.9 to -1.4 V potential range Py molecules lie flat on the electrode surface and at potentials <-1.4 V Py is replaced by the BMI+. The electrochemical and SERS results have shown that Py has the effect of changing the oxidation of silver in that medium as well as the reduction of BMI+ to the BMI carbene. In the presence of Py the BMI+ reduction is observed at potentials near -2.4 V. The Ag electrode has presented SERS activity from 0.0 to -3.0 V.     

生理条件下对苯二酚的电化学行为及电极产物的色谱鉴定

用循环伏安法研究了对苯二酚在玻碳电极上的电化学行为,从循环伏安图上看出当在0至1．6V电位间连续扫描20次,在0．63V左右可见到一氧化峰电位,其峰电流随扫描次数的增加而减小。说明电极反应为不可逆过程。然而,如改变在-1．4～1.6V电位间扫描,仅数次扫描后即可在Epa=0．25V和Epc=-0．08V处见到一对氧化还原峰电位,说明了此过程为一可逆过程。同时,对电极反应的产物用RHPLC进行研究和鉴定,从色谱图所示结果与电化学法所得结果一致。根据此工作的研究结果对苯二酚在呼吸链中所产生的作用进行了探讨。     

苯甲醛缩氨基硫脲对CH_3COO~-和H_2PO_4~-的识别作用

设计合成了受体分子苯甲醛缩氨基硫脲,利用紫外-可见吸收光谱考察了在DMSO中对ClO3-,H2PO4-及CH3COO-的选择性识别作用,当加入H2PO4-或CH3COO-时,溶液颜色立刻由无色转变为黄色,而加入ClO3-阴离子则无变化,从而实现对此2种离子的裸眼检测。通过计算可知,由于阴离子碱性各异,受体分子对2种阴离子的识别作用呈现出有规律的变化,即CH3COO-H2PO4-;且主客体间形成1∶1的配合物。质子溶剂效应实验进一步证明了受体分子与阴离子之间以氢键作用方式相结合。     

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 ).