Ag NPs/H-WO3肖特基结衬底的SERS光谱研究

基于半导体的表面增强拉曼光谱(SERS)衬底由于高均匀性和稳定性在分子痕量检测中引起了广泛的关注,而高效的光诱导电子转移是进一步提高SERS灵敏度的关键。本工作制备了银纳米粒子/三氧化钨空心球(Ag NPs/H-WO₃)肖特基结,并将其作为SERS电子转移衬底。采用532 nm激光作为激发源,亚甲基蓝分子(MB)作为拉曼探针分子,对衬底的SERS性能进行了评价。Ag NPs/H-WO₃异质结构优异的SERS性能是由于等离子体Ag NPs的电磁效应和Ag NPs/H-WO₃肖特基结与检测分子之间有效的电子转移过程的耦合作用。     

拉长二十四面体金纳米颗粒的合成及其作为SERS基底的研究

通过种子调节法合成了拉长二十四面体金纳米颗粒(ETHH-Au NPs)并将其制备成SERS(SurfaceEnhanced Raman Scattering)增强基底进行有害物质的检测。通过扫描电镜(SEM)分析表明ETHH-Au NPs排列均匀、紧密,有利于形成增强热点结构。以对巯基苯甲酸(p-mercaptobenzoic acid,PMBA)为探针分子估算ETHH-Au NPs的增强因子,增强因子可达1.05×10~6。以ETHH-Au NPs为活性基底对水溶液中的结晶紫(CV)和三聚氰胺(Mel)分子进行检测,检测下限分别低至1.0×10~(-10) M和1.0×10~(-8) M,表明ETHH-Au NPs是一种普适、理想的SERS活性基底。     

银溶胶掺杂调控光子晶体结构色及反射率

本文将不同含量的银纳米粒子(Ag NPs)掺杂到不同粒径的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)胶球乳液(P(St-MMA-AA)乳液)中,利用蒸发诱导自组装方法制备带有结构色的Ag NPs/P(St-MMA-AA)光子晶体材料.实验结果表明,银纳米粒子及其表面活性剂的含量与光子晶体结构色的亮度和反射光谱峰的强度密切相关...     

大孔柚子型微结构光纤探针的表面增强拉曼散射性能研究

随着光纤制备工艺以及纳米材料制备技术的发展,光纤探针已成为一种新型的表面增强拉曼散射(SERS)基底,通过在普通单模光纤或多模光纤上制备不同的结构并修饰相应的纳米材料,可以得到多种类型的光纤表面增强拉曼散射探针,并实现较好的检测效果。但受限于光纤本身的结构,普通光纤仅能利用端面或侧表面提供拉曼检测的“热点”区域,限制了其SERS性能的进一步提高。因此制备了大孔柚子型微结构光纤(MSF)表面增强拉曼散射(SERS)探针,其中大孔柚子型MSF SERS探针结构通过一段阶跃多模光纤与柚子型微结构光纤熔接制得。实验分别对自制的纳米银溶胶基底以及大孔柚子型MSF SERS探针的SERS性能进行检测。采用溶胶自组装法制备负载银纳米颗粒的MSF SERS探针,通过控制自组装时间制备不同光纤SERS探针(Ag/MSF-x,其中x为自组装时间,分别为15、 30、 45、 60 min)。采用溶液检测方法,利用Ag/MSF-x探针对10^-3 mol·L^-1的亚甲基蓝(MB)探针分子进行检测,通过比较相同条件下的增强效果筛选得到Ag/MSF-45探针。为进一步检...     

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。     

功能化SERS纸基应用于牛奶非法添加物的分离与检测

采用表面增强拉曼光谱(SERS)快速检测牛奶中的非法添加物。利用壳聚糖(CS)改性滤纸滤除牛奶中的蛋白质,并改善滤纸的色谱分离效果,再通过硼氢化钠还原银纳米粒子的方式自组装增强基底。其中优化了CS浓度、浸泡以及还原时间等,制备了具有良好SERS信号响应的功能化纸基。将其应用于分离与检测牛奶中同时掺杂三聚氰胺(MEL),二氰二胺(DCD)和硫氰酸钠(NaSCN)三种物质,在3.5cm色谱展开距离内实现了三者的基本分离,检测限均低于10ppm。     

半胱氨酸在银基底表面吸附机理的拉曼光谱研究

以具有表面增强拉曼散射 (SERS)活性的银镜为基底 ,将半胱氨酸组装到银基底表面 ;主要通过调整氨基酸溶液的pH值控制该组装过程。利用表面增强拉曼散射光谱对半胱氨酸小分子在银基底表面的吸附方式、作用机理进行了详细的探讨和研究。结果表明 ,只有当溶液的pH值接近或高于等电点时 ,半胱氨酸分子才能以 -COO- Ag+形式被有效组装到银基底的表面 ,形成表面带有自由疏基 (-SH)的半胱氨酸单分子膜 ,从而为硒代环糊精以 -S-Se-键形式组装到上述组装体系的表面提供了可能。本文的研究将为利用分子光谱探索含硒酶活性机理和进一步提高酶活性奠定基础。     

功能纳米结构可控生长的新途径:非模板选择性自组装

文章介绍了一种非模板选择性自组装纳米结构的方法.从实验和理论上研究了两种有机分子在Ag单晶不同表面上的吸附行为,发现在Ag（775）基底上PTCDA分子会完全吸附在（111）台阶面上,而DMe-DCNQI分子则完全吸附在（221）台阶面上.该研究还阐明了PTCDA分子与基底原子之间的相互作用机制,提出了PTCDA与基底之间的相互作用是通过分子末端官能团的氧原子实现的,中心的π共轭区域与基底相排斥,理论模拟得到的氧原子的NIXSW相干长度以及碳原子的近边X射线吸收谱与实验结果符合得较好.     

单晶硅表面有机硅烷/Ag2O纳米微粒复合自组装膜的制备和表征

利用分子自组装成膜技术 ,在单晶硅表面制备了有机硅烷 /Ag2 O纳米微粒复合膜 .应用接触角测定仪、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析表征了薄膜的组成和结构 .结果表明 ,通过硅烷偶联剂 3 氨丙基 三乙氧基硅烷在单晶硅基底表面的成功组装 ,获得了较为均匀的硅烷化表面 ,而Ag2 O纳米微粒可在硅烷化表面成功地进行组装 ,并呈亚单层排布     

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。     

并五苯分子在Ag(110)表面成膜过程中的结构研究

采用低能电子衍射原位研究了并五苯分子（C₂₂H₁₄）在Ag(110)单晶表面的生长，观察了在初期沉积过程及随后基底变温过程中分子层结构的形成和变化.室温下并五苯分子在Ag(110)基底表面具有高的迁移性，从开始无序的亚单层膜结构逐渐形成有序的单层膜结构．实验和理论分析表明：并五苯分子平铺在Ag(110)表面，形成了与基底构成有关的有序结构，存在沿基底晶向成镜面对称的两种畴界取向，在基底温度从室温升高到接近并五苯升华温度的过程中，基底上的有序分子层结构保持稳定不变 关键词： 并五苯 低能电子衍射图案 分子层结构 Ag(110)     

表面增强拉曼光谱对鱼肉中组胺的快速定量分析

基于表面增强拉曼光谱（SERS）拟建立一种适用于水产鱼制品中组胺含量的快速检测方法。采用银纳米颗粒（Ag NPs）作为活性基底和氯化钠溶液作为聚集剂获取组胺的SERS特征峰,并结合线性回归算法对鱼肉中的组胺含量进行测定分析。首先对固体组胺、组胺水溶液以及鱼肉提取液中组胺的SERS特征峰及归属进行表征分析,然后对以Ag NPs的浓缩倍数与氯化钠溶液的浓度作为SERS基底的反应条件进行优化,最后在该优化条件下对鱼肉中组胺进行定量分析。结果表明,Ag NPs在400 nm处有最大吸光度,通过透射电子显微镜观察颗粒的形状主要为球形,均匀尺寸为30 nm左右。利用4-巯基苯甲酸作为探针分子对其进行拉曼测试,所得拉曼峰具有良好的重复性,且拉曼强度很高。因此该活性基底的合成方法不仅用时少、易操作,且合成的Ag NPs可作为可靠的增强基底应用于SERS试验中。此外通过紫外-可见分光光度计检测得出氯化钠溶液使Ag NPs在溶液中发生团聚,形成热点,可实现SERS信号增强。固体组胺的拉曼光谱图反映出1 167 cm-1处出现的特征峰主要是由N-H面内弯曲引起的;1 236 cm-1处的特征峰主要是咪唑中C-H平面内弯曲和环呼吸引起的;1 291 cm-1处主要与环伸展有关;1 474 cm-1处的特征峰主要是由咪唑N-H面内弯曲振动和环伸展引起的。优化反应条件在Ag NPs的浓缩倍数为15倍、氯化钠溶液浓度为1 mol·L-1时表现出最高的增强效应,并在该优化条件下检测了浓度为5～250 mg·L-1的组胺水溶液,得出在该优化条件下检测到组胺水溶液的最低浓度为5 mg·L-1。同时在该优化条件下采集了10～100 mg·L-1范围的鱼肉提取液中组胺的SERS光谱,并建立组胺溶液的特征拉曼位移峰强度与浓度之间的线性回归模型。得出在1 180,1 258和1 425 cm-1处的特征峰与对应的拉曼峰强度值所建立的标准曲线有良好的线性关系(R2=0.918 1～0.947 3),通过比较得出在1 258 cm-1处特征拉曼位移峰强度的R2值最大,且在鱼肉中组胺的最低检测浓度为10 mg·L-1, 远低于国标中水产品中组胺最大限量检测限50 mg·L-1。因此选择1 258 cm-1处的标准曲线进行进一步的组胺检测。最后通过对鱼肉提取液中添加组胺对该标准曲线进行检测验证,得到回收率在100%～111%之间。且通过高效液相色谱法验证该方法具有适用性。由此表明选取银纳米颗粒作为活性基底、氯化钠溶液作为聚集剂的表面增强拉曼光谱技术结合线性回归法建立标准曲线用于快速检测鱼肉中的组胺是可行且准确,这为在鱼肉中的组胺含量的快速定量分析提供了参考依据。     

一种具有SERS活性的Ag/FeS复合材料SERS光谱研究

目前所应用的SERS检测技术中,绝大部分都是贵金属材料,虽然贵金属材料都具有很强的拉曼增强效果,但是对激发光源却有很强的依赖,具有较大的局限性。以单层二维有序的聚苯乙烯胶体球为模板支撑,采用共溅射的方法将一种贵金属Ag与半导体FeS成功复合到一起并具有SERS活性的Ag/FeS复合材料。经检测发现其可以作为SERS基底,拓展了SERS基底材料的检测范围,增强了待检测探针分子亚甲基蓝(MB)的拉曼信号强度,在拉曼检测中有望得到广泛的应用。     

基于表面增强拉曼的三聚氰胺在线检测

采用多巴胺化学还原法制备了分散性良好的金溶胶,在硅片表面组装成膜,并应用其作为表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)基底在线检测牛奶中的三聚氰胺。通过场发射扫描电镜与原子力显微镜表征金膜形貌,金颗粒的平均粒径约为100~200nm,形成的金膜均匀致密,表面粗糙度为51.705nm,适合作为SERS基底。应用搭载该金膜的流动检测装置,实现了对溶液及牛奶中三聚氰胺的实时检测。     

基于表面增强拉曼光谱的左氧氟沙星检测研究

目前用于检测药物分子的光谱方法主要有荧光光谱法、紫外光谱、红外光谱法等。使用拉曼光谱法检测药物分子的相关信息比较少,表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有无损检测、快速灵敏和不受溶剂水的影响等优点。本文开展了基于锌掺杂TiO_2纳米粒子(Zn-TiO_2NPs)作为SERS活性基底的左氧氟沙星(LVFX)药物分子的检测研究。研究结果表明,使用SERS技术对左氧氟沙星进行定性定量分析其检测限可以达到1×10-7 mol·L-1,其定量范围为1×10-31×10-7 mol·L-1。     

X射线衍射方法研究取代酞菁卟啉分子的SA和LB膜

利用X射线衍射和STM方法研究了取代酞菁和卟啉分子的自组装膜(SAM)和LB膜的结构.研究表明这些分子在非极性的石墨表面以分子平面平行于基底平面的形式吸附,而在Si(111)及玻璃等极性表面上则以分子平面垂直于基底表面的形式吸附.这一实验结果表明在不同极性的表面上有机分子可以形成完全不同结构的薄膜.     

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。     

胶带快速转移水油液液界面自组装纳米金制备透明柔性SERS基底

表面增强拉曼(SERS)是一种快速灵敏的表面分析检测技术。提出了一种简便快捷的制备高活性的透明柔性SERS基底,使用乙醇诱导Au NPs从水溶液中组装到水/油界面的形成致密的Au MLF后再用透明胶带转移即制备完成了SERS基底。UV-Vis和SEM测试结果显示纳米金被紧密的吸附在透明胶带上。通过调控Au溶胶的浓度以及加入乙醇与Au溶胶的体积比来控制Au纳米粒子在胶带的密度,发现加入的氯金酸体积0.4mL,乙醇与Au溶胶体积比10∶4时,制备完成的Au/Tape基底具有最佳的活性,以孔雀石绿分子为拉曼探针计算了Au/Tape基底的增强因子EF为1.8×107。此基底在非平整表面现场超灵敏快速检测具有潜力。     

功能纳米结构的组装和物性调控

功能纳米结构的组装与物性调控是纳米电子器件前沿基础研究领域的重要问题.本文对我们实验室在纳米自组装结构和物性调控方面的主要研究进展进行介绍.对扫描隧道显微镜(STM)的成像机制和针尖功能化问题进行了研究和探讨.选用不同的策略和方法来实现功能分子在金属单晶基底上的可控自组装,形成各种自组装有序结构,通过磁性分子吸附构型的改变来实现对金属表面上单分子自旋态的量子调控.     

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.