偶合复合纳米金属溶胶的表面增强拉曼散射活性分析.pdfVIP

摘 要 表面增强拉曼散射是二种异常的表面光学现象，它可将表面分子的 拉曼信号放大约百万倍，这种表面I增强效应的异常灵敏度不仅提出了有 关表面增强机制的深刻的物理问题，也提出了把拉曼效应作为‘种技术 应用丁生物，化学和表面科学研究的新的光明前景。尽管目前普遍认为， 这种现象比较复杂，难于用统一理论予以解释，但是这种干百万倍的增 强却独具诱人的发展前景，引起了越来越多的分析工作者的兴趣，它被 广泛应用于包括化学，生物，表面科学以及定性和定量分析等科学和技 术领域，而且随着研究的深入，更加显示出表面增强拉曼散射效应的极 高的表面检测灵敏度的独特的优势，已经发展为新兴的单分予科学的研 究手段之。。 近来，基于纳米粒子聚集体的集体作用对于表面增强拉曼散射活性 有明显增强的实验事实，纳米溶胶的表面形貌及聚集念对表面增强拉曼 散射效应的影响受到人们普遍关注，有关表面增强拉曼散射机理的研究 重点已逐渐从单纳米粒子转向具有相互作用的多粒子聚集体系。本论文 通过不同聚集特性的金、银溶胶之间的相互偶合作用以及带有不同种类 的表面电荷的银胶的静电作用，实现混合溶胶的纳米分散体系的不同的 聚集体形态的调控。同时探索不同制备条件下获得的银／金复合纳米粒 子在纳米分敞体系中的凝聚过程以及凝聚形态，研究活性会属溶胶聚集 体形态对Fn及附分子的表面增强特性，获得不同体系的吸附分子表面增 强拉曼散射活性特点。通过优化调节相关因素控制偶合和复合粒子聚集 体系的纳米粒子的聚集形念来探索进 步提高吸附分子表面增强拉曼散 射灵敏度的方法，加深对表面增强拉曼散射效应的认识。 论文的主要研究成果概括如下： 1．通过柠檬酸三钠还原硝酸银和氯金酸的方法制备了银胶和会胶， 实验表明：制备的银胶颗粒尺寸分布较宽，颗粒形貌不够规则均匀。由r 银颗粒生长较慢，所以反应过程的各种条件对银胶颗粒的大小、尺寸分 柿以及形貌结构影响较大。丽制各的金胶是基本均匀一致的球状颗粒， 粒径变化较小，能够均匀的分散在溶液中。由于衾胶的生长较快，所以 制备过程中还原剂的加入量对金胶颗粒的粒径大小起到主要的决定作 用。 2．研究了碱性品红分子在银胶和盒胶颗粒表面的吸附特性。碱性品 红分子能有效的吸附在银胶和会胶颗粒的表面并且引起分散的银胶和金 胶颗粒的凝聚。我们发现碱性品红引起的银胶颗粒聚集具有团状堆积的 特点，而碱性品红引起的龠胶颗粒的凝聚呈现网状连接的特征。碱性乩 红在银胶和金胶上都能被激发J。生表俩_I；中}强拉曼散射效应，但是银胶的 拉曼活性要比金胶的活性高。 3．首次研究了碱性品红吸附引起的混合金银溶胶的凝聚形态。碱性 品红吸附在银胶和会胶上引起了银胶和余胶粒子不同的聚集特性，而仅 将银胶和金胶进行混合时，混合溶胶中银纳米颗粒和金纳米颗粒都能较 好的分散在溶液中，当在混合溶胶中加入碱性品红分子时同样也引起混 合溶胶的聚集，我们f发现出于银胶颗粒和金胶颗粒的不同凝聚特性，混 合溶胶聚集过程中两种聚集作用相互影响导致了和单独银胶和金胶不同 的聚集形态，而混合溶胶中银和金的浓度对混合体系的聚合结构有很大 影响。 4．刈溶胶凝聚结构形念与表面增强拉曼散射活性的关系进行了深入 的研究。余属胶体颗粒的大小，形貌乖¨聚结形念对吸附分子在会属溶胶 表面上的表面增强拉曼散射效应的强弱起决定作用，合适的胶体凝聚结 构形念可以有效的增强溶胶对吸附分子的拉曼增强活性。我们通过改变 混合溶胶中的会银的相对比例以及令，银溶胶和吸附分子的混合顺序来 优化调节混合胶体体系的颗粒聚合形态，从而有效的提高表面增强拉曼 信号的灵敏度。 5．制备了1F电性银溶胶并比较了|r、负电性银胶体系的表面增强拉 曼散射活件。我们f通过过氧化氧还原硝酸银的方法制备稳定的『F电性透 明银胶，用阳离子型分子结晶紫作为探针分子分别研究了它在币、负电 性银胶上的表面增强拉曼散射特性。实验表明结晶紫分子在不同的电性 的银胶上表现出明显不同的活性，在负电性银胶体系罩有很大的增强， 而在『F电性银胶体系中由于静电排斥作用不能形成有效的分子吸附使得 结晶紫分子的拉曼信号不能够有效的增强。 6．首次研究了混合币、负电性银胶的结构形念及其拉曼散射活性。 在负电性的银胶单加入适量的正电性银胶可以使原柬的分散的负电性银 胶形成有效的聚合，这种混合使胶体体系具有大规模的网状分形聚集状 态，而加入结晶紫后使得胶体银颗粒聚集的更加紧密，能进一步的影响 小尺度的聚集团簇的料