贵金属/半导体复合SERS基底的研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种高灵敏的分析检测手段,已经被广泛应用到电化学、生物传感、物理学和光催化等领域中.对SERS的研究最首要的任务是制备稳定的、高活性的SERS基底.SERS基底材料经历了由贵金属-过渡金属-半导体-贵金属/半导体复合材料的发展过程.本文对贵金属/半导体复合SERS基底的发展进行了介绍,并对其增强机理进行了简要介绍.复合基底兼具了半导体性能和贵金属基底的高增强能力,相对于单一材料体现出了更多的优越性,目前是SERS基底的研究热点.     

PVDF自供电柔性基底的制备及SERS性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,加入还原石墨烯,制备了具有电场调制性能的PVDF复合材料,进一步将其与具有表面等离子体性能的银纳米线(AgNWs)相结合,制备了一种自供电柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过折叠操作使基底表面带电荷,利用静电引力作用将溶液中带相反电荷的染料分子富集于基底表面后,基底表面银纳米线的表面等离子体共振作用使染料分子的拉曼信号得到增强。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对自供电柔性基底的形貌和结构进行表征,并利用拉曼光谱仪对该基底的拉曼增强性能进行了探究。研究结果表明,该自供电柔性SERS基底集富集-增强于一体,展现出了优异的拉曼增强性能,有望用于环境污染物分子的高灵敏检测。     

高效能活性炭基底石墨烯粒子电极制备及表征

目的制备和筛选出一种高效、稳定的新型石墨烯复合负载型粒子电极.方法采用溶胶凝胶法制备了一系列不同基底的石墨烯负载型粒子电极,以苯酚为目标污染物考察粒子电极的催化活性,确定最优粒子电极,通过正交试验优化其制备条件.最后采用SEM、EDS、BET、XRD、LSV、CV手段对粒子电极的结构、表面形貌及电化学性能等进行表征.结果筛选出Ti-r GO/GAC-S(椰壳活性炭)为最优粒子电极,对苯酚去除率为85. 26%;正交试验优化其制备条件为钛酸丁酯投加量75 mL、r GO投加量0. 2 g、煅烧温度400℃、煅烧时间1 h;负载Ti和r GO后表面积、析氧电位增大,对苯酚直接氧化能力提高.结论筛选出的Ti-r GO/GAC-S粒子电极电催化活性最高,表面积大,活性点位多,对苯酚的直接氧化能力高.     

Fe3O4/Cu2O-Ag可回收型SERS基底的制备及性能研究

首先通过水热法合成了Fe3 O4纳米花球,并在其表面均匀地修饰了酰胺基功能化的RF(resorcinol-formaldehyde resin)层,再利用原位还原法将Cu2 O负载在Fe3 O4纳米球表面,最后将Ag纳米颗粒沉积在Fe3 O4/Cu2 O材料表面,从而制备了Fe3 O4/Cu2 O-Ag纳米复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等手段对Fe3 O4/Cu2 O-Ag纳米复合材料的形貌、物相组成和磁学性能进行了表征.此外,以多环芳烃类污染物芘(Pyr)为目标物,对Fe3 O4/Cu2 O-Ag材料的实际SERS检测性能进行了讨论和分析.结果表明,该纳米复合材料具有优异的SERS活性和磁响应能力,为环境中多种污染物的检测提供了高效低成本的新选择.     

丝网印刷法制备纸质SERS基底及其性能研究

以绘画纸、白卡纸和坐标纸为衬底,采用丝网印刷银油墨,制备了高效的表面增强拉曼散射(SERS)基底,结果表明:银薄膜/绘画纸的SERS活性最佳,其次是银薄膜/白卡纸和银薄膜/坐标纸,对结晶紫的最低检测限分别为10-8,10-7和10-7 mol·L-1.此外,在同一银薄膜/绘画纸表面随机选取10个不同位置,在特征峰913...     

胺基聚氨酯/纳米银复合材料的制备及表征

为制备胺基聚氨酯／纳米银材料并研究胺基聚氨酯和纳米银的作用机理,制备了硬段侧链含胺基的聚氨酯,用硼氢化钠作还原剂在液相中原位合成胺基聚氨酯,纳米银复合物．UV-VIS表明,胺基聚氨酯,纳米银中纳米银的含量高、粒径小并且粒径分布范围小．IR表明聚氨酯硬段的胺基和纳米银有配位作用．     

基于聚合物亚微米锥形孔阵列的SERS基底制备

提出一种基于聚合物亚微米锥形孔阵列结构的SERS基底的制备方法.利用纳米压印和干法刻蚀技术,制备了亚微米级锥形硅模板,然后在其上沉积金纳米颗粒,最后通过热纳米压印技术将硅模板的结构及金纳米颗粒阵列转移到聚合物IPS上,得到一种镶嵌有金纳米颗粒的IPS亚微米锥形孔阵列结构.研究结果表明:所到得的SERS基底对R6G分子的拉曼增强因子可达到9.2×107,对浓度为1×10-12 mol/L的R6G溶液仍能测到明显的拉曼信号;此基底具有较好的重复性,测得R6G的六个主要拉曼峰强度的相对标准偏差值均小于13%,而且具有优异的柔性与透明性;与常规SERS基底相比较,具有质量轻、可折叠、便携和易处理等优势.     

石墨烯/聚酰亚胺复合膜的制备及性能

分别以氧化石墨烯(GO)和改性氧化石墨烯(iGO)为添加物,通过溶液混合的方法制备了氧化石墨烯/聚酰亚胺(GO/PI)和改性氧化石墨烯/聚酰亚胺(iGO/PI)复合膜,采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、热机械分析仪对复合膜的结构与性能进行分析.结果表明:iGO/PI复合膜的相容性及拉伸力学性能均高于GO/PI复合膜;GO的加入使GO/PI复合膜的玻璃化温度较纯PI膜升高,而iGO使iGO/PI复合膜的玻璃化温度较纯PI膜降低.     

硼氢化钠一步还原制备纳米银颗粒/石墨烯复合材料及其在导电胶中的应用

由于石墨烯具有优良的导电性,诸多研究选择石墨烯作为导电胶的导电填料,以提高导电胶的电学性能。本研究采用Hummers法制备氧化石墨烯,以Na BH4作为还原剂,采用同步还原法制备纳米银颗粒担载在石墨烯片层上的复合材料,并以质量分数分别为0.0%、0.2%、0.5%和1.0%的比例,将其填充到导电胶样品中,研究样品导电性能。采用拉曼光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试技术对复合材料进行结构表征,利用四探针电阻率测量仪对样品进行电学性能测试,结果表明:纳米银颗粒均匀地载在还原石墨烯片层上,其平均粒径为6.86 nm;填充复合材料后,导电胶样品电阻率降低,当复合材料掺杂量为0.2%(wt)时,导电胶样品电阻率(9.88×10-5Ω·cm)最低。     

片状纳米银的制备及表征

采用水热法将前驱体Ag2C2O4进行热分解制备出超大面积片状纳米银,实验探讨了反应温度及反应时间对纳米银形貌的影响,利用TG分析前驱体Ag2C2O4的热力学性能;利用SEM和XRD表征片状纳米银的特性.结果表明：在表面活性剂PVA的水溶液中,前驱体Ag2C2O4在温度120℃,反应时间为15 h的条件下,生成大量的厚度约45 nm、单边长约5μm的类三角形片状纳米银.     

不同形状及线度的纳米银对SERS信号的影响

制备了４种不同形状及线度的胶态纳米银．当同一种分子吸附在不同类型纳米银上时，拉曼谱的强度及拉曼峰出现的差异，不仅与分子的电子结构、纳米银的形状及线度有关，而且还与纳米银与分子的相互作用有关．     

石墨烯/金属纳米复合材料制备及研究进展

石墨烯由于具有较高的热导率、优异的力学性能、低的热膨胀系数以及良好的化学稳定性等特点,吸引了人们广泛的关注.综述了石墨烯与金属纳米复合材料的制备方法,包括自组装法、化学还原法、水热法、电化学沉积法和热蒸发法等,以及其在化学催化、超级电容器和导电薄膜等方面的应用研究进展,指出了石墨烯与金属纳米复合材料研究所存在的问题.     

不饱和树脂/石墨烯复合材料的制备及性能

采用球磨法制备不饱和聚酯树脂/石墨烯纳米复合材料,并对其力学性能、动态力学性能和导电性能进行研究.结果表明:石墨烯微片经过球磨被剥离成厚度低于5层的石墨烯;制备的不饱和聚酯树脂石墨烯复合材料与纯的不饱和聚酯树脂相比,当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度均达到最大值,分别提高44.99%,47.67%和55.08%;复合材料的冲击性能基本不受石墨烯加入的影响;且复合材料的渗滤阀值为6%.     

TiO_2/Ag复合结构制备及SERS性能的研究

以二维胶体阵列为模板,利用磁控溅射方法制备了一种TiO_2-Ag复合结构材料阵列作为SERS活性基底.以4-PATP作为探针分子,基底的SERS信号强度随TiO_2和Ag比例的不同呈明显的不同,当TiO_2的溅射功率为50 W,溅射时间为30 min且银层厚度为10 nm时,SERS增强效果最好.这主要是源于金属与半导体的协同作用,在球形表面形成了TiO_2-Ag复合材料薄膜,增加了SERS热点.所制备的SERS基底阵列有序度高,具有良好的周期性,制备工艺简单,在SERS应用方面具有潜在的应用价值.     

纳米银修饰电极的制备及表征

提出一种新颖简单的制备纳米银修饰电极的方法。在金电极表面吸附的氨乙基硫醇(AET)自组装膜固载一价银离子,利用脉冲恒电位法还原制备纳米银修饰电极。从扫描电子显微镜(SEM)可以观察到金电极表面的纳米银颗粒,同时可观察到修饰电极上银的溶出峰。     

Ni-Pd纳米粒子/石墨烯制备及电催化性

为了提高Pd催化剂粒子的利用率,通过两步法制备出Ni Pd-RGO复合材料,双金属镍(Ni)钯(Pd)纳米粒子在还原氧化石墨烯(RGO)纳米片上均匀分布。在油浴180℃的条件下,使用还原剂乙二醇,首先形成的Ni纳米粒子被用作随后Pd生长的晶种。双金属纳米粒子的平均尺寸为5.5nm,Pd添加到Ni纳米粒子的一边形成镍钯双金属界面。在相同的负载量下和商业钯黑作比较,该复合材料具有较高的电催化活性、较好的电化学稳定性和较高的抵抗一氧化碳中毒的能力。     

Ge/石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

以Ge O2和氧化石墨烯(GO)为前驱体,用水热法制备纳米Ge/石墨烯(Ge/GNs)复合材料.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)得到在复合材料中,石墨烯包覆着锗纳米粒子,这与纯相Ge材料相比,会缓解锂嵌入Ge内部产生的体积膨胀.并且得到纳米Ge粒子粒径约为40 nm左右.第一次充放电容量分别是1385 m Ah·g-1和1982m Ah·g-1,库伦效率为70%.50圈充放电循环之后,容量保持在954 m Ah·g-1,容量的保持率为69%,纳米Ge/GNs复合材料高倍率循环后,在初始(0.1 C)电流密度下仍能保持1102 m Ah·g-1的容量.而在2 C倍率大电流下,容量略有衰减,保持911 m Ah·g-1的容量.纳米Ge/GNs复合材料在高电流密度下充放电性能显示出较高的稳定性.实验证明,由于加入石墨烯,复合材料的导电性和循环稳定性得到增强,库伦效率也随之提高.     

Ag/石墨烯复合涂层的制备及抗菌性能

首先用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）; 其次用原位还原法将银氨溶液中的Ag纳米粒子通过还原剂葡萄糖和GO复合, 获得Ag/GO胶体; 最后在真空干燥条件下得到Ag/GO涂层, 并用真空阶梯热还原技术制备Ag/还原氧化石墨烯(rGO)涂层. 利用X射线衍射、 扫描电子显微镜、 透射电子显微镜等方法对膜样品结构形貌进行表征, 并用润湿角测量仪和抑菌环方法分别检测样品的亲/疏水性和抗菌性能. 实验结果表明: 石墨烯基膜材料与基底结合较好, Ag纳米粒子在石墨烯片层间呈球形均匀分布, 粒径为20~50 nm; 纯GO和rGO膜表面未见菌落, 大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均未出现有效抑菌环; 复合Ag纳米粒子后, 涂层的抑菌效果得到显著提高; 与Ag/GO复合膜相比, Ag/rGO复合膜呈更强的抗菌活性, 即低温退火有助于提高石墨烯基复合涂层的抗菌性能.     

石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究

采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),并用苯基异氰酸酯对其功能化,接着将功能化的氧化石墨烯(iGO)与4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行超声混合得到均匀混合液,再将混合液与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BD)在DMF溶剂中进行原位聚合制备iGO/热塑性聚氨酯(TPU)纳米复合材料(GO-TPU),同时在相同条件下合成PU以供对比.采用XRD、FT-IR、XPS、Raman光谱、SEM和万能拉伸试验机对GO的功能化效果及GO-TPU的性能进行了表征.结果表明:苯基异氰酸酯成功接枝于GO表面,iGO在TPU基体中分散均匀,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均随GO含量的增加表现为先增大后减小的变化规律,当iGO的质量分数为1%时GO-TPU的拉伸强度和断裂伸长率均为最大值,分别为4.26 MPa和500%,与纯TPU相比,分别提高了127.1%和27.3%.