铑电极上的表面增强拉曼光谱研究(英文)

本文简要介绍了将铑电极用于表面增强拉曼光谱 (SERS)研究的方法 .具有较强活性的铑电极可以通过对电极施加方波电流进行恒电流粗糙获得 .对模型分子吡啶进行的表面拉曼光谱研究表明 ,该电极具有很好的稳定性和可逆性 ,并且其表面增强因子可达 4 0 0 0 .在对铑电极上一氧化碳的氧化过程进行的拉曼光谱研究中同时检测到桥式和线型吸附的C O和Pt C振动的拉曼信号 .本研究表明铑电极可作为多用的SERS基底 ,拉曼光谱可作为界面研究的通用工具 .     

电化学方法获得具有表面增强拉曼活性镍电极的研究

利用纯电化学手段获得了具有较强表面增强拉曼活性的镍电极, 改进了原有的镍电极表面预处理方法. 结果表明, 在0.5 mol/L的NaClO4溶液中, 结合电化学阶跃技术和循环伏安技术, 可以得到合适的粗糙镍电极; 同时, 还得到了探针分子吡啶在该粗糙镍电极表面随电极电位变化的表面增强拉曼光谱(SERS), 此时谱峰强度获得了极大的增强; 还研究了粗糙镍电极的扫描电子显微镜(SEM)图像, 并估算出其SERS增强因子约为104, 此结果比以前的镍电极表面粗糙方法所能达到的增强因子高一个数量级.     

咪唑对锌缓蚀机理的表面增强拉曼光谱研究

利用电化学现场表面增强拉曼光谱技术(SERS)研究了咪唑在锌表面的成膜和缓蚀行为, 讨论了电位和pH值对咪唑分子和金属表面作用的影响. 锌电极上的表面拉曼光谱研究结果表明, 中性溶液中咪唑对锌的缓蚀作用明显, 它通过氮端垂直吸附在锌表面, 从而阻止锌的腐蚀, 其吸附取向不随电位的变化而改变; 在碱性溶液中咪唑和锌的作用较弱, 而且电位变化可以使其吸附取向发生改变, 在较正电位下咪唑以氮端垂直吸附, 在较负电位下以咪唑环倾斜吸附.     

锌电极上2-巯基吡啶自组装单层的原位表面增强拉曼光谱电化学观察

利用原位表面增强拉曼散射(SERS)技术, 观察了2-巯基吡啶在锌电极上单层吸附和脱附行为. SERS实验结果表明, 2-巯基吡啶分子主要通过巯基上的硫原子垂直吸附于锌表面. 原位SERS光谱电化学发现, 当外加电位达到－1.4 V vs. SCE时, 分子开始从表面脱附, 并伴随吸附构型变化, 在－1.6 V时发生完全脱附.     

乙腈溶液中银电极的表面增强拉曼光谱研究

利用共焦显微拉曼系统研究了非水体系0.1mol·L^-1LiClO4/CH3CN溶液中,乙腈分子在粗糙银和金电极表面的吸附和解离行为。结果表明非水体系中乙腈可在银、金表面发生还原反应,产物CN^-离子与电极表面作用形成的表面配合物可以较宽的电位区间吸附于电极表面。溶液中的微量水、激光照射以及电极电位均对该反应有较大的影响。通过拉曼谱图的比较,得出乙腈分子解离出的CN^-在金电极表面比在银电极表面有更强的吸附作用。     

Au@SiO2膜/Ti电极吸附吡啶的表面增强拉曼光谱研究

基于壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术,合成了Au@SiO₂纳米粒子,并对其进行了相关表征. 结果表明,包裹的二氧化硅层连续、致密,Au@SiO₂膜/Ti电极上可获得金属钛电极上吸附吡啶分子的高质量表面增强拉曼光谱（SERS）信号. 通过Pt、Ni电极的测试,证实该信号源于吸附在基底表面的吡啶分子. 此外,Au@SiO₂膜/Ti电极上吸附吡啶分子的现场SERS光谱研究表明,在-0.1 V ~ -0.6 V电位区间,吡啶分子平躺吸附,从-0.6 V起吸附的吡啶分子由平躺逐转变为垂直,而当电位为-1.2 V时,电极表面析氢,吡啶脱附.     

2,2′-联吡啶与锌电极作用的表面增强拉曼光谱研究

利用表面增强拉曼光谱(SERS)对2,2′-联吡啶分子在锌电极表面的吸附进行了研究. 实验表明, 2,2′-联吡啶和锌电极有较强的相互作用, 2,2′-联吡啶和锌表面的氧物种存在竞争吸附, 起始电位较正时, 氧物种的吸附使2,2′-联吡啶吸附电位负移；起始电位较负时, 2,2′-联吡啶的吸附抑止氧物种的吸附, 使其吸附电位正移, 且相同电位下氧化种的吸附量大大减少. 同时当电极电位由正往负移时, 吸附在锌表面的2,2′-联吡啶会发生构型转化, 在－1.3 V下以顺式构型垂直吸附, 而当电位负移至－1.4 V时则以反式构型吸附；而电极电位由负往正移时, 在研究电位区间内2,2′-联吡啶都以反式构型吸附, 不存在构型的转化.     

应用镍超微电极的电化学表面增强拉曼光谱技术研究

镍(Ni)电极在电化学中应用广泛.原位表征Ni电极表面的吸附物种有益于帮助理解电极反应历程、指导发展高效电催化剂.应用超微电极作为工作电极的电化学表面增强拉曼光谱技术结合了超微电极表面的传质特性和分子水平的高灵敏度表征,是研究Ni电化学的有力手段.本文所述的研究工作通过在金(Au)超微电极表面电吸附具有SERS活性的A...     

胞嘧啶吸附在粗糙金电极上的表面增强拉曼光谱

应用电化学伏安法和表面增强拉曼光谱(SERS)研究在-1.0 V~0 V电位区间内胞嘧啶于粗糙金电极表面的吸附行为.结果表明,在本实验的电位区间,胞嘧啶是以其N3位垂直吸附在粗糙金电极表面的.在负电位区间环呼吸振动模的强度出现极大值,与其它振动模强度相比,作者认为电磁场的增强和电荷转移均使该谱峰的拉曼信号增强.胞嘧啶的环呼吸振动频率随着电位负移而红移,这意味着它与金电极的成键作用减弱.同时也表明SERS谱可用于研究生物分子在金属电极表面的吸附行为.     

苯乙炔吸附在金电极上的现场表面增强拉曼光谱研究

采用电化学现场表面增强拉曼光谱研究了苯乙炔在金电极上的吸附行为及表面反应过程. 负电位下拉曼光谱的变化表明, 苯乙炔分子的炔端碳与金属电极成键, 分子垂直吸附于金电极表面. 在所研究的负电位区间内, 分子在电极表面的吸附取向并未随电位发生改变. 电化学现场光谱研究表明, 苯乙炔分子随电位负移, 碳碳叁键被加氢还原. 通过对比苯乙烯的现场表面增强拉曼光谱发现, 在－0.6 V至－1.2 V的电位区间内, 苯乙炔经过中间步骤生成苯乙烯, 最终被完全加氢为苯乙烷.     

电位扫描过程中NAD+在银电极上的原位表面增强拉曼光谱

利用共焦激光拉曼系统,原位测定了电位扫描过程中NAD^ 分子在银电极上的表面增强拉曼光谱的变化.通过分析0.4→-0.2→-0.4V电位区间的拉曼光谱的变化,推断由于NAD^ 分子中存在着具有空间旋转自由度的磷酸二酯键,分子中腺嘌呤和烟酰胺两结构单元在银电极上的吸附构型都随电位变化而发生改变.     

表面增强拉曼光谱内标法测定水杨酸浓度

采用电化学方法处理银电极表面,使之产生具有表面增强拉曼光谱(SERS)的活化效应,进而利用水杨酸(SA)吸附于粗糙活化的银电极表面所产生的SERS光谱,进行SA含量的测定。选择硫氰化钾(KSCN)为内标物,以SA的苯环呼吸振动峰(1 036 cm-1)与SCN-的特征峰(2 120 cm-1)强度比值作为相对强度,其相对强度与水杨酸的浓度在4×10-6~3×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,其线性系数为0.993 1;检出限为2.04×10-6mol/L;加标回收率为85.4%~114.6%。方法具有测定简便、内标物干扰小、绿色无害等特点,可进一步推广于其他特殊物质的测定。     

乙醇在不同介质中电氧化的原位表面增强拉曼光谱研究

采用常规电化学伏安技术和电化学原位表面增强拉曼光谱(in-situ SERS)技术研究了不同介质中乙醇在粗糙铂电极上的电催化氧化行为. 发现不论在酸性、中性还是碱性介质中, 乙醇均能在粗糙铂电极上自发氧化解离生成强吸附中间体CO; 碱性介质中, CO在粗糙铂电极上基本氧化完全的电位(0.20 V)比中性和酸性介质中(0.50 V)负移了约0.30 V. 而乙醇在粗糙铂电极上CV正向扫描的氧化峰电位(-0.20 V)比酸性介质中(0.65 V)负移了约0.85 V. 比较不同介质中乙醇和CO在粗糙铂电极上的氧化峰电流和峰电位可以发现, 粗糙铂电极在碱性介质中对乙醇和CO的电催化氧化活性比中性和酸性介质中更强; 可以推测, 不论在酸性、中性还是碱性介质中, 乙醇在粗糙铂电极上的氧化过程均按双途径机理进行.     

基于活性金电极上硫代水杨酸自组装单分子层的电化学表面增强拉曼光谱

采用原位电化学表面增强拉曼光谱(EC-SERS)研究了硫代水杨酸(TSA)吸附在活性Au电极表面的自组装单分子层(SAMs).TSA在活性Au表面的化学吸附及不同酸碱度下的TSA浸饰单层膜的SERS光谱,表明随pH值的增加,峰强呈现2个不同的下降阶段.通过EC-SERS考察不同电富集时间和电位的影响,显示在酸性介质和0.7 V及70 s富集时间下,可以获得最大EC-SERS信号,并随着电位负移,信号逐渐减弱,直至基本消失,表明TSA分子在Au表面排布状态会随外加条件的改变而发生变化.通过计算TSA在不同pH值下的分布分数以及探针分子在不同电位下的增强因子(EF),结合SERS和EC-SERS的变化走势对比,得出TSA在活性Au表面自组装形成单分子层/膜的机理,指出由于TSA不同的电化学吸附取向,以及高负电位下的还原/脱附作用,使得Au表面拉曼活性降低,造成EF显著减小,不可逆地失去了SERS的活性.     

镉电极上的衰减全反射表面增强红外光谱

利用两步“湿法镀膜”方法将ATR-SEIRAS的研究进一步拓展到ⅡB族Cd电极上. 选择吡啶(Py)作为模型分子, 初步比较了Py在不同金属电极表面上的吸附构型.     

表面增强拉曼光谱研究银电极/乙腈界面微量水的吸附行为

利用表面增强拉曼散射技术研究了含微量水的乙腈溶液中银电极 /乙腈界面水分子的吸附行为 ,详细考察了随电极电位的改变及微量水浓度对其的影响 .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 .在较正电位下 ,水分子主要与乙腈形成弱的氢键共吸附于电极表面上 ,ν(O— H)伸缩振动出现在3 487cm- 1左右 ,一定范围内增加体相水的浓度对其影响较小 ;在较负电位下 ,随着乙腈解离反应的进行 ,水分子转为与表面配合物 [Ag(CN) n]( n- 1 ) - 作用而共吸附于电极表面 ,其有序性地增加导致 ν(O— H)频率出现在更高的波数 3 5 83 cm- 1 .增加水的浓度加强了界面水分子间的氢键作用 ,致使 ν(O— H)红移 ;在极负电位下 ,水分子发生解离 ,ν(O— H)的振动主要来自 Li OH微晶 ,其波数为 3 665 cm- 1 .随着体相水含量的增加 ,电极表面进一步形成水合 Li OH· H2 O,特征 ν(O— H)的波数为 3 5 63 cm- 1 .     

粗糙铂电极上甲酸吸附氧化的电化学原位表面增强拉曼光谱研究

采用循环伏安法和电化学原位表面增强拉曼光谱（SERS）技术研究甲酸的解离 及附与氧化行为。首次报道了甲酸吸附、解离和氧化的电化学原位SERS谱，发现甲 酸在粗糙铂电极上能自发解离吸附；首欠成功地获得了粗糙铂电极上甲酸吸附解离 的强吸附中间体CO和活性中间体COOH的表面增强拉曼光谱，同时首次检测到甲酸氧 化最终产物CO_2的拉曼光谱信号，从分子水平证实甲酸解离吸附反应的双途径机理 。     

银电极表面异亮氨酸单分子膜结构和表面性质的表面增强拉曼光谱研究

利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术研究了在粗糙化银电极表面吸附的异亮氨酸自组装单层膜结构及其表面性质随溶液酸碱性和电极电位改变的特征.研究结果表明溶液pH值的变化并没有显著改变异亮氨酸分子在银电极表面以去质子化羧基吸附为主的特征.借助于高氯酸根离子这一SERS光谱探针,对异亮氨酸单分子膜的表面酸碱性质进行了表征和分析.而就电位改变对该单分子膜结构的影响而言,在所研究的电位范围内,单分子膜中的异亮氨酸分子是通过去质子化羧基与氨基两个位点而吸附的,且吸附作用随电位负移而呈现有规律的变化.     

表面增强拉曼光谱研究吸附态的变化

测量了吡啶分子在电化学处理的银表面和亚甲基蓝分子在硝酸刻蚀银表面的表面增强拉曼光谱（ＳＥＲＳ）．对ＳＥＲＳ谱线的分析结果表明，吡啶分子在较低的表面吸附分子密度时倾向于平躺方式；而在较高的表面分子密度时，则倾向于向垂直吸附态转化．亚甲基蓝分子在较低浓度时主要是平躺吸附，随Ｃｌ－浓度的增加，亚甲基蓝从“平躺”吸附态转向“站立”吸附态．     

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.