纳米TiO2的光致发光性能与SERS效应的关系

以采用溶胶-水热法制备的纯TiO₂及Zn掺杂的TiO₂纳米粒子作为SERS活性基底, 研究了其光致发光机制及其与表面增强拉曼散射(SERS)性能的关系. 结果表明, TiO₂纳米粒子的表面缺陷和氧空位等表面性质在其光致发光和增强拉曼散射性能中发挥着重要的作用. 在表面缺陷和氧空位含量较低时, TiO₂纳米粒子的光致发光光谱(PL)信号越强, 其SERS性能就越高; 当TiO₂纳米粒子的表面缺陷和氧空位含量达到一定程度时, TiO₂纳米粒子的PL信号越弱, 其SERS性能越高.     

金属镍掺杂改进纳米TiO2的表面增强拉曼散射性能

通过溶胶-水热法合成纯的和不同量Ni离子掺杂的TiO₂纳米粒子, 将其作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底, 研究了金属Ni掺杂对于纳米TiO₂ SERS性能的改进. 结果表明, 适量的Ni掺杂能够在纳米TiO₂的能隙中靠近导带底的位置形成丰富的掺杂能级, 促进TiO₂-to-molecule的电荷转移过程, 进而提高纳米TiO₂基底对吸附分子的SERS增强能力, 显著改进纳米TiO₂的SERS性能.     

阴离子吸附对Ag溶胶光学性质和表面增强拉曼散射的影响

本文研究了吸附几种不同阴离子(CO~3^2-, OH^-, I^-, Br^-, Cl^-)的Ag溶胶的吸光性质和表面增强拉曼散射(SERS)效应。研究发现, 亲核能力较强的阴离子在胶粒表面有较强的吸附, 并能有效降低胶粒表层的自由电子密度, 从而使Ag溶胶的吸收峰向长波方向移动; 溶胶中产生SERS的机理是阴离子在Ag胶粒表面上的化学吸附, SERS的强度随吸附覆盖度的增大而增大。     

Ag/mSiO2空心微球的制备及SERS标记性能

以聚苯乙烯微球为模板, 经过原位还原和种子生长过程在聚苯乙烯微球表面包覆银(Ag)纳米粒子; 以正硅酸乙酯为硅源, 在十六烷基三甲基溴化铵的导向下实现介孔二氧化硅(mSiO₂)可控包覆, 去除模板得到Ag/mSiO₂空心微球. 透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附分析结果表明, SiO₂壳层厚度约为20 nm, 介孔孔径为2.1 nm, 孔道分布均匀. 进一步利用虹吸作用使对巯基苯胺(4-ATP)分子进入微球内与Ag粒子结合, 构建表面增强拉曼散射(SERS)标记材料. SERS测试结果表明, 该标记材料检测限达到10^-7 mol/L, SERS增强因子达到3.7×10⁵.     

TiN-Ag@Ag SERS基底制备及其对腺嘌呤的检测性能与增强机制研究

该文制备了TiN@Ag溶胶、TiN-Ag薄膜、TiN-Ag@Ag溶胶3种复合基底对腺嘌呤进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测,并对拉曼增强效应进行研究。结果显示,与理论峰位相比,腺嘌呤的SERS图峰位发生偏移,可能是腺嘌呤吸附在增强基底上时分子构型和偶极距发生了改变(理论计算中过多的电子和外部溶剂的参与也会引起峰位偏移)。研究发现TiN-Ag@Ag溶胶基底上腺嘌呤的信号最强,这是因为该基底不仅具有TiN薄膜与Ag纳米颗粒发生共振耦合出现的可使SERS活性明显提高的“热点”,还存在Ag纳米颗粒聚集在Ag纳米棒之间形成的纳米间隙产生的更多“热点”。利用TiN-Ag@Ag溶胶基底对腺嘌呤进行灵敏检测,检出限可达10^-5 mol/L。并通过紫外光电子能谱结合高斯软件中密度泛函理论和时域有限分差法,对各基底的增强机制进行了分析。     

Ag_核Au_壳金属复合纳米粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究

在已制备好的Ag纳米粒子表面,通过化学还原的方法沉积生长Au包裹层,制备了粒子尺寸为50-70nm的Ag核Au壳复合纳米粒子.通过改变AuCl₄^-量,使Ag_100-xAu_x中Au的含量由x=0变为x=30.用UV-Vis吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)对该结构纳米粒子进行了表征,并以对巯基苯胺(PATP)为探针分子进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究.表面拉曼光谱表明,该结构的纳米粒子具有比Ag更强的SERS活性,随着Au:Ag比例的逐渐增加,其活性呈现先增大后减小的趋势,其最大增强约为Ag纳米粒子的10倍.     

磁性Fe_2O_3/Au/Ag复合纳米粒子的制备及其富集作用研究

利用种子生长法制备了磁性Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子,采用UV-vis和SEM对其光学性质以及表面结构的变化进行了表征.通过调节硝酸银的用量,制备了一系列具有不同Ag壳层厚度和表面结构的双金属外壳纳米粒子.以苯硫酚(TP)为探针分子,研究了不同Ag壳厚度的磁性纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性.结果表明其SERS活性与表面结构的改变有关,在同时出现Ag和Au光学性质的Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子表面可观察到最强的SERS效应,这与表面的针孔效应以及Ag和Au之间的耦合增强作用有关.考察了Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子的磁富集作用,并利用SERS原位监测磁富集溶液中低浓度TP的能力,研究结果表明通过磁富集可提高SERS检测限,并且Fe2O3/Au/Ag的磁富集能力较Fe2O3/Au弱,但前者SERS信号较强.     

银/金纳米线阵列表面增强拉曼基底的制备及对孔雀石绿的高灵敏度检测

利用种子介导的软模板生长方法制备了金纳米线(Au NWs)阵列, 通过调节生长温度控制Au NWs阵列的形貌, 最后在经硼氢化钠(NaBH₄)清洗过的Au NWs阵列上化学沉积银纳米颗粒(Ag NPs), 制得银/金纳米线(Ag/Au NWs)阵列作为表面增强拉曼散射(SERS)基底. 选用罗丹明6G(R6G)作为拉曼探针分子测定了Ag/Au NWs阵列的SERS性能. 结果表明, Ag/Au NWs阵列作为SERS基底具有高灵敏度、 优异的信号均匀性和良好的稳定性. 使用Ag/Au NWs阵列对孔雀石绿(MG)检测的检出限可低至1×10^-8 mol/L, 线性范围为 1×10^-8~1×10^-4 mol/L. NaBH₄可以在不影响SERS性能的情况下去除Ag/Au NWs阵列上吸附的分子, 使得 SERS基底可以重复使用. 使用Ag/Au NWs阵列对湖水中的MG进行检测, 得到了可靠的回收率, 证明Ag/Au NWs 阵列在检测环境水体中的孔雀石绿上具有应用潜力.     

Ag纳米粒子在TiO2四棱柱阵列上的可控生长及其SERS效应

采用水热法在导电玻璃FTO导电面上沉积TiO₂四棱柱阵列; 并以其为基体, 分别采用聚乙烯基吡咯 烷酮(PVP)还原Tollens试剂以及柠檬酸三钠(TSC)还原硝酸银溶液, 将Ag纳米粒子(AgNPs)沉积在TiO₂四棱柱阵列上形成TiO₂@AgNPs-PVP和TiO₂@AgNPs-TSC微纳结构作为表面增强拉曼散射(SERS)基底. 实验结果表明, Ag纳米粒子在TiO₂四棱柱阵列上的尺寸和分布可通过改变Tollens试剂的浓度和TSC还原硝酸银溶液的反应时间来调控, 进而优化基底的SERS灵敏度. TiO₂@AgNPs-PVP微纳结构对罗丹明6G(R6G)的检出限为10^-12 mol/L, 对低活性小分子三聚氰胺的检出限为0.01 mg/mL; TiO₂@AgNPs-TSC微纳结构对R6G的检出限为10^-10 mol/L, 对三聚氰胺的检出限为0.01 mg/mL. TiO₂@AgNPs-PVP和TiO₂@AgNPs-TSC微纳结构基底的SERS活性、 循环可回收性与还原剂种类紧密相关: 包覆在Ag纳米粒子上的PVP可以作为隔离层避免Ag纳米粒子直接接触, 防止电磁场耦合作用减弱, 增强基底的SERS活性; 同时, PVP是一种水性聚合物, 有较强的亲水性, 作为循环可回收SERS基底使用时, 吸附小分子物质清洗难度较大.     

新型一氧化氮比率型纳米探针的构建及性能研究

该文首先通过两步化学反应合成NO识别分子3,4-二氨基苯硫醇(DABT),然后制备具有强表面拉曼增强散射(SERS)效应的银包金纳米星(AuNSs@Ag)材料,并通过Ag—S键对其进行DABT修饰,制备了比率型SERS纳米探针AuNSs@Ag-DABT。利用透射电子显微镜、水合粒径、Zeta电位以及紫外吸收光谱对纳米探针进行表征,并开展了NO的定量检测。结果表明：构建的AuNSs@Ag-DABT纳米探针表面有尖锐突出的星状结构,尺寸约为80 nm。NO存在时,DABT与NO发生反应并在541 cm^-1附近出现一个新的拉曼峰(三唑环),而在1 078 cm^-1处的拉曼峰(C—S离面弯曲峰)强度保持不变,因此可以根据I₅₄₁/I₁₀₇₈的比值定量检测NO。在最优条件下,I₅₄₁/I₁₀₇₈的比值与NO浓度在10～60 nmol/L范围内表现出良好的线性响应,检出限为3.89 nmol/L。选择性实验表明该比率型SERS纳米探针对NO响应具有良好的专一性和抗干扰...     

两种卟啉化合物在Ag溶胶表面的紫外-可见吸收光谱和表面增强拉曼散射光谱研究

表面增强拉曼散射(SERS)自1974年被Fleischmann等^[1]发现以来,日益受到人们的重视.通过SERS谱图分析,可以获得物质结构及其与基体作用的信息.由于SERS可使拉曼信号增强10⁵~10⁶倍^[2],并且在某些情况下银胶还能使表面吸附质的荧光猝灭^[3,4], SERS常用来检测一些普通拉曼光谱难以检测的样品和考察界面络合物的形成.     

Highly Reproducible Surface‐Enhanced Raman Spectra on Semiconductor SnO2 Octahedral Nanoparticles

Highly reproducible surface‐enhanced Raman scattering (SERS) spectra are obtained on the surface of SnO₂ octahedral nanoparticles. The spot‐to‐spot SERS signals show a relative standard deviation (RSD) consistently below 20 % in the intensity of the main Raman peaks of 4‐mercaptobenzoic acid (4‐MBA) and 4‐nitrobenzenethiol (4‐NBT), indicating good spatial uniformity and reproducibility. The SERS signals are believed to mainly originate from a charge‐transfer (CT) mechanism. Time‐dependent density functional theory (TD‐DFT) is used to simulate the SERS spectrum and interpret the chemical enhancement mechanism in the experiment. The research extends the application of SERS and also establishes a new uniform SERS substrate.     

银溶胶体系表面增强拉曼散射光谱的溶剂效应

研究了银溶胶体系表面增强拉曼散射光谱的溶剂效应,发现在不同的溶剂中,银溶胶的聚集状态不同,当胶粒带电荷时,溶剂还能影响分子在胶粒表面的吸附,溶剂通过改变胶粒的聚集状态及分子在胶粒上的吸附这两个因素影响银溶胶体系的SERS光谱。     

四苯基卟啉及其金属配合物在溴化银胶体上的表面增强喇曼光谱研究

研究了四苯基卟啉(H2TPP)及其金属配合物(AgTPP和MgTPP)在AgBr胶体上的表面增强喇曼光谱(SERS).SERS光谱表明,吸附在AgBr胶体粒子表面的MgTPP和H2TPP分子分别发生银离子交换和银配位反应生成AgTPP,这种表面反应可能与激光照射有关.AgTPP分子在胶体粒子表面的吸附导致卟啉大环的非平面化,使vs振动(M-N键伸缩振动)向高波数方向移动近10 cm-1.632.8 nm激发下的表面喇曼谱以化学增强为主,而488.0 nm激发下表面喇曼谱除化学增强效应外,还存在共振增强效应.     

Surface-enhanced Raman scattering and surface-enhanced resonance Raman scattering excitation profiles of Ag-2,2'-bipyridine surface complexes and of [Ru(bpy)3]2+ on Ag colloidal surfaces: manifestations of the charge-transfer resonance contributions to the overall surface enhancement of Raman scattering

Excitation profiles of SERS (surface-enhanced Raman scattering) and/or SERRS (surface-enhanced resonance Raman scattering) spectral bands of two forms of a Ag-bpy (bpy = 2,2'-bipyridine) surface complex and of [Ru(bpy)3]2+ on Ag nanoparticle (hydrosol) surfaces were determined from the spectra excited in the 458-600 nm region and are reported together with the FT-SERS spectra of the Ag-bpy surface complex and FT Raman spectra of [Ru(bpy)3] Cl2. Seven of the observed 11 fundamentals as well as their first overtones and combination bands are selectively enhanced in SERS of the Ag-bpy surface complex formed in the Ag colloid/HCl/bpy system. The profiles of these bands show a common maximum at approximately 540 nm. The selectively enhanced bands of the Ag-bpy surface complex have nearly the same wavenumbers as those enhanced in the SERRS and resonance Raman spectra of [Ru(bpy)3]2+ upon excitation close to the 453 nm maximum of its MLCT absorption band. Moreover, the intensity patterns of the bpy vibrations of the two species match both in resonance (541 nm excitation for Ag-bpy, 458 nm for [Ru(bpy)3]2+) and in off-resonance (458 and 1064 nm for Ag-bpy, 1064 nm for [Ru(bpy)3]2+). The distinct band shapes of the excitation profiles of the selectively enhanced vibrational modes of the Ag-bpy surface complex, as well as the observation of overtones and combination bands in the SERS spectra upon excitation into this "band", are interpreted in terms of a charge-transfer resonance contribution to the overall SERS enhancement. In view of the near-coincidence of the vibrational modes coupled to the resonant electronic transition of Ag-bpy with those coupled to the MLCT transition of [Ru(bpy)3]2+, the resonant electronic transition is tentatively assigned to a Ag metal to bpy (pi*) CT transition.     

碘化银胶体上四苯基卟啉金属配合物的表面增强拉曼光谱研究

研究了四苯基卟啉金属配合物（MTPP,M=Ag,Mg,Cu,Pd）在AgI胶体上的表面增强拉曼光谱（SERS）。结果显示MgTPP与基底发生金属交换生成AgTPP,而在PdTPP和CuTPP上则未发现金属交换。除卟啉环的振动外,一些苯环振动带也被显著增强。在1400～1600cm-1范围,PdTPP和CuTPP的SERS与AgTPP有很大差别,可能反映了吸附分子在次甲基桥碳原子Cm附近立体构型的差异。     

对—苯二甲酸邻菲罗啉铕镧配合物的红外光谱及荧光光谱研究

用对-苯二甲酸铵和邻菲罗啉与氯化铕和氯化镧在乙醇-水溶液中反应,合成了对-苯二甲酸邻菲罗啉铕镧异核稀土配合物,测定了配合物的C,H,N和稀土元素的含量、红外光谱、紫外光谱及荧光光谱,确定了配合物的组成。结果表明,羧基氧和邻菲罗啉氮原子均与稀土离子配位,桥联配体对-苯二甲酸根可有效的传送能量,不发光的镧离子对铕离子的发光有明显的增强作用。     

C70分子吸附于铜表面的增强拉曼光谱研究

报道了C70分子吸附于铜表面的增强拉曼光谱.通过与正常拉曼光谱以及银表面SERS谱的比较发现,C70分子与铜表面之间的吸附属于物理吸附,增强机制主要是电磁增强.C70分子在银表面上的吸附状态与铜表面上的不同,这导致了两者特征峰谱线强度分布存在差异.以C60的振动模式为参考,推断出C70分子在2种金属表面上的吸附状态可能分别处于使碳笼的挤压振动模接近于“平躺”和“竖直”的2种状态.     

表面增强拉曼光谱法对水中残留绿麦隆的检测

利用银镜反应原理在玻璃片上镀一层具有表面增强拉曼散射(SERS)效应的表面粗糙的银膜,通过测定农药绿麦隆在银镜表面上的表面增强拉曼光谱,探讨了绿麦隆在银镜表面的吸附取向。结果表明,在银镜表面,当绿麦隆浓度小到10-10mol L时,仍然能得到明确的光谱信息,且吸附饱和时间仅为2h,这为探索水体中微量污染物的检测方法提供了一个很好的途径。     

Electronic Absorption Spectra of Some 2-Thiouracil Derivatives

Abstract

The electronic absorption spectra of 2-thiouracil and some of its derivatives were investigated using polar and nonpolar solvents. The present analysis is facilitated via computer deconvolution of the observed spectra and molecular orbital (MO) computations. Comparison between the experimentally observed and theoretically computed spectra in addition to a quantitative assignment of all transitions observed were undertaken. The computed dipole moments are used to indicate the polarity of the excited state and hence predict its solvent dependence. The spectra are, in general, very well predicted and assigned using INDO/S computational results. The spectrum of the trifluoro derivative is much more complicated and the corresponding states show much more solvent dependence than those observed for other thiouracil studied.