【摘要】：表面拉曼增強(qiáng)散射(SERS)能對(duì)很多生物分子和化學(xué)分子進(jìn)行痕量檢測(cè),在很多領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用。眾所周知,SERS的強(qiáng)度主要是由位于貴金屬尖端拐角和貴金屬間隙(小于5 nm)的熱點(diǎn)提供的,當(dāng)探針分子處于熱點(diǎn)處,拉曼信號(hào)強(qiáng)度能增大103-1011倍。所以將非球形(具有尖端、拐角)的貴金屬納米顆粒緊密的組裝到基底上能夠大大提高SERS性能。在SERS基底方面,納米纖維的多孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積不僅能夠有利于探針分子的擴(kuò)散,也能夠提高探針分子的吸附量,從而產(chǎn)生更強(qiáng)的拉曼信號(hào)�；诖�,本文圍繞著非球形銀納米晶體負(fù)載的納米纖維基SERS基底的制備、原理和SERS性能等方面開展了下面幾個(gè)方面的工作1、首先采用化學(xué)氧化法在聚丙烯腈(PAN)納米纖維表面接枝PmPD,制備PmPD/PAN核殼納米纖維；然后利用化學(xué)沉積法在PmPD/PAN納米纖維表面沉積多面體和片狀的銀納米晶體,制備出靈敏度很高的SERS基底。系統(tǒng)的研究了實(shí)驗(yàn)條件,如反應(yīng)溫度、銀氨溶液濃度、銀氨溶液pH值等,對(duì)晶體形貌的影響。通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)可以調(diào)控銀納米晶體的形貌、大小和密度,進(jìn)而影響其SERS性能。結(jié)果表明多面體和片狀銀納米晶體修飾的納米纖維膜不僅能夠提供很多的熱點(diǎn),也能夠提供很大的比表面積,所以能夠產(chǎn)生非常靈敏的SERS性能。制備的基底不僅靈敏度高而且信號(hào)重復(fù)性很好,對(duì)4-MBA的檢測(cè)極限達(dá)到10-9M。2、我們采用PmPD/PAN納米纖維為基底,采用靜電組裝方法組裝不同形貌銀納米晶體,如銀球、銀三角片、銀圓盤,制備靈敏度高的SERS基底利用。以4-MBA作為探針分子去檢驗(yàn)基底類型(二維平板結(jié)構(gòu)和三維納米纖維結(jié)構(gòu))對(duì)SERS性能的影響。同時(shí)還研究了銀納米晶體組裝密度和形貌對(duì)其SERS性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,銀三角片修飾的PmPD/PAN納米纖維膜由于其較多的尖端結(jié)構(gòu)和較緊密的排列具備最強(qiáng)的SERS'性能,對(duì)4-MBA的檢測(cè)極限達(dá)到10-8M。3、最后,我們以PmPD/PAN納米纖維膜為基底,對(duì)靜電組裝過程中銀納米顆粒轉(zhuǎn)變成銀納米片的生長(zhǎng)過程及機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明,銀納米顆粒的形成過程包括兩個(gè)部分：一是銀溶膠的銀納米顆粒靜電吸附在PmPD/PAN納米纖維表面；一是PmPD作為還原劑還原殘留在銀溶膠中的Ag+,促進(jìn)吸附在PmPD/PAN納米纖維表面的銀種子生長(zhǎng)成為片狀結(jié)構(gòu)。研究還發(fā)現(xiàn)溶膠的老化時(shí)間和聚合物基底的表面性能對(duì)銀片結(jié)構(gòu)具有很大的影響。優(yōu)化條件所制備的納米纖維膜對(duì)4-MBA的檢測(cè)極限達(dá)到10-10 M,展現(xiàn)了非常優(yōu)異的SERS性能。
【圖文】：

圖２－２邋ＰＡＮ和ＰｍＰＤ／ＰＡＮ的化Ｍ圖和Ｔ＇ＥＭ圖

為了探究ＰｍＰＤ／ＰＡＮ納米纖維表面銀晶體的形貌和含量，我們對(duì)制備的逡逑ＡｇＮＣｓ＠ＰｍＰＤ／ＰＡＮ納米纖維進(jìn)行了邋ＳＥＭ分析、ＴＥＭ分析和ＨＲＴＥＭ分析，逡逑結(jié)果如圖２－４所示。從圖２－４ａ可知，ＰｍＰＤ／ＰＡＮ納米纖維表面均勻覆蓋一層非逡逑球形銀晶體，，銀晶體緊密排列完全覆蓋了邋ＰｍＰＤ／ＰＡＮ納米纖維表面，并且銀逡逑晶體主要是Ｗ片狀結(jié)構(gòu)和多面體結(jié)構(gòu)形式存在。由于銀單質(zhì)的密度大于逡逑ＰｍＰＤ／ＰＡＮ納米纖維，對(duì)比圖２－２ｄ可看出，沉積了銀晶體之后，纖維的透逡逑射電鏡圖全部被黑色覆蓋，說明纖維表面全部被銀晶體覆蓋。從銀片的高倍透逡逑射電子顯微鏡圖片分析可見察到２．５Ａ的晶面間距，該晶面間距對(duì)應(yīng)的是逡逑１／３｛４２２｝晶面。在金或者銀片狀結(jié)構(gòu)中通常能觀察到１／３｛４２２｝Ｐ４１。從而說明逡逑ＰｍＰＤ／ＰＡＮ納米纖維表面覆蓋的銀晶體存在片狀結(jié)構(gòu)。對(duì)銀片的側(cè)面進(jìn)行逡逑ＨＲＴＥＭ分析和ＦＦＴ分析可從觀察到很明顯的層錯(cuò)結(jié)構(gòu)，該層錯(cuò)結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)逡逑在金屬的片狀結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步說明纖維表面存在銀片結(jié)構(gòu)。綜上可知，纖維表逡逑面均勻緊密的沉積了一層片狀的和多面體狀的銀納米晶體。逡逑２４逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O614.122;TB383.1

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 詹蕾;呼吸道合胞病毒的納米免疫分析新方法研究[D];西南大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 馬冰冰;銀納米線與金納米顆粒耦合的單根SERS基底的構(gòu)筑及其性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2539055