纳米银/石墨烯复合SERS基底的制备及对铀(Ⅵ)的拉曼光谱研究

铀是核工业中一种重要的核燃料，研究其在水溶液中的浓度和种态信息具有重要意义。铀(Ⅵ)在水溶液中最稳定的存在形式UO2+₂，其标准Raman散射峰为871 cm-1。然而利用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测铀(Ⅵ)时，铀(Ⅵ)与SERS基底的直接相互作用，使得铀(Ⅵ)的Raman峰存在很大程度的偏移，甚至偏移到710 cm-1。使用不同的SERS基底，其偏移程度也不同，无法反映溶液中铀(Ⅵ)的真实Raman信息，为解析溶液中铀(Ⅵ)的种态带来了很大困难。通过抗坏血酸活化银纳米粒子(AgNPs)，在硅衬底上自组装AgNPs阵列，得到SERS基底。利用石墨烯介质隔层的化学惰性和完整性，通过悬空自助转移法在该自组装AgNPs SERS基底表面转移单层石墨烯，制备了纳米银/石墨烯复合SERS基底。并表征了该复合SERS基底的形貌，AgNPs粒子紧密连接在一起，形成纳米链结构，纳米链均匀地分布于衬底表面，单层石墨烯紧密覆盖于AgNPs表面，且石墨烯的亚纳米级厚度没有改变AgNPs的形貌。将这两类SERS基底用于检测硝酸铀酰，对于未覆盖石墨烯的AgNPs基底，UO2+₂的对称伸缩振动峰为719 cm-1，基底与UO2+₂的相互作用导致谱峰宽化，并向低波数移动。而在覆盖了石墨烯的G-AgNPs复合SERS基底表面，UO2+₂的对称伸缩振动峰为771 cm-1，回移了52 cm-1，这种大幅度的回移表明石墨烯隔层在一定程度上隔绝了UO2+₂与AgNPs的相互作用。