發(fā)布時(shí)間：2020-05-29 13:52

【摘要】：表面增強(qiáng)拉曼散射光譜(SERS)是一種能顯著增強(qiáng)吸附在金屬納米粒子上的分析物拉曼信號(hào)的技術(shù),它通過給出被分析物的振動(dòng)光譜,從而提供其物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。特別是金屬納米粒子之間產(chǎn)生的所謂的“熱點(diǎn)”效應(yīng)貢獻(xiàn)的SERS增強(qiáng)因子可達(dá)到10~(14)可實(shí)現(xiàn)待測物質(zhì)的單分子檢測,因此受到了廣大SERS科學(xué)家的關(guān)注。SERS技術(shù)憑借高靈敏度、高準(zhǔn)確性并且能迅速得到復(fù)雜體系中痕量物質(zhì)的指紋信息等優(yōu)點(diǎn)在化學(xué)分析、食品污染物檢測、生物傳感和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域備受青睞。從SERS光譜產(chǎn)生的機(jī)理電磁場增強(qiáng)效應(yīng)來看,制備合適的SERS基底材料創(chuàng)造更多的“熱點(diǎn)”是影響SERS光譜信號(hào)的重要因素。很遺憾的是很多復(fù)合的金屬納米材料雖然制備了較多的熱點(diǎn)使拉曼信號(hào)顯著增強(qiáng),但是熱點(diǎn)的位置很難準(zhǔn)確定位,并且重現(xiàn)性并未達(dá)到預(yù)期結(jié)果。使得SERS技術(shù)的應(yīng)用受到局限,因此,SERS基底的性能及準(zhǔn)確的熱點(diǎn)定位就顯得至關(guān)重要。本文針對(duì)于這個(gè)問題做了以下兩方面工作:(1)在材料的設(shè)計(jì)、合成方面,首先以聚合離子液體為修飾劑制備了Ag@PILs復(fù)合材料。進(jìn)而,以Ag@PILs作為內(nèi)核材料,利用聚合離子液體的離子交換性實(shí)現(xiàn)AuCl~-陰離子負(fù)載,并通過后繼的原位生長成功制備了具有衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的核殼材料Ag@PILs@Au。通過UV-vis、XPS和FT-IR等技術(shù)手段對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)以及表面性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。研究結(jié)果表明聚合離子液體不僅是形成這種獨(dú)特衛(wèi)星結(jié)構(gòu)組裝的體重要橋連組份,而且還對(duì)復(fù)合材料整體的表面性質(zhì)調(diào)控具有重要的作用。利用聚合離子液體的陰離子交換性,通過對(duì)其陰離子種類的調(diào)節(jié)可以有利的實(shí)現(xiàn)Ag@PILs和Ag@PILs@Au親疏水性的調(diào)控。(2)在復(fù)合材料的拉曼光譜應(yīng)用方面,探討了Ag@PILs以及Ag@PILs@Au等兩種復(fù)合材料的SERS光譜的應(yīng)用特點(diǎn)。首先利用修飾聚合離子液體作為內(nèi)源性的拉曼探針表達(dá)兩種SERS基底的光譜特性。研究表明,由于聚合離子液體位于內(nèi)核的銀納米粒子以及殼層的金納米粒子之間的熱點(diǎn)位置,因此相對(duì)于Ag@PILs,Ag@PILs@Au可表現(xiàn)出更強(qiáng)的SERS信號(hào)。其次,位于熱點(diǎn)的橋連的聚合離子液體還具有離子交換性,因此可利用這種特性將具有陰離子特性的外源性的拉曼探針精準(zhǔn)的定位于Ag@PILs@Au的熱點(diǎn)位置,使其SERS信號(hào)相對(duì)于傳統(tǒng)的SERS信號(hào)大幅提高。這種利用橋連聚合物實(shí)現(xiàn)待測物熱點(diǎn)定位的新策略有望提高SERS光譜在分析應(yīng)用中的檢測性能。
【圖文】：

第 1 章 引言1.1 拉曼光譜在 1923 年一位德國的物理學(xué)家 A.Smekal 預(yù)測了拉曼效應(yīng)但僅停留上。直到五年后印度物理學(xué)家拉曼意外的發(fā)現(xiàn)當(dāng)用水銀燈照射苯等液體散射光中發(fā)現(xiàn)了一種與入射光波頻率相同的光，稱之為瑞利(Rayleigh)散還有另外的一種光卻與瑞利散射完全不同，不但與入射光的頻率不同而線的強(qiáng)度很弱，是一種新發(fā)現(xiàn)的光散射現(xiàn)象，因此以他的名字命名為拉曼光散射是一種常見的自然現(xiàn)象，它包括瑞利散射、丁鐸爾散射兩種彈性布里淵散射、拉曼散射兩種非彈性散射[2]。拉曼散射的本質(zhì)是入射光的光環(huán)境體系后會(huì)與作為散射中心的分子發(fā)生碰撞，此碰撞是非彈性碰撞，入射光的頻率發(fā)生了變化[3]。但絕大多數(shù)的情況下，當(dāng)光子與分子這兩種生碰撞后，只是傳播方向會(huì)發(fā)生變化，而頻率不會(huì)改變，例如常見的瑞利如圖 1-1

在 100 mL 圓底燒瓶中，將 0.250 mmol 的 PILs 溶解到 50 mL 的三次蒸餾水中。強(qiáng)烈攪拌下，逐滴加入 10 .0 mL 硝酸銀水溶液（0.00500 mmol / mL），室溫黑暗處攪拌 12 小時(shí)，溶液逐漸變成淡藍(lán)色。隨后室溫下，，逐滴加入新配制的10 mL 硼氫化鈉溶液（0.0500 mmol/ mL），反應(yīng)溶液從淺藍(lán)色逐漸變成黑棕色。反應(yīng)混合物在 40 ℃油浴下避光攪拌反應(yīng) 12 小時(shí)，溶液從黑棕色變成綠棕色，10000 r /5 min 離心，取沉淀，即為聚合離子液體修飾的銀納米粒子（Ag@PILs），放入 4 ℃冰箱備用。2.5 結(jié)果與分析2.5.1 Ag@PILs 的透射電鏡(TEM)表征透射電鏡用來分析納米粒子形貌、大小及分布，如圖 2-1 所示為聚合離子液體修飾的銀納米粒子（Ag@PILs）的透射電鏡照片。
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34;O657.37

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃潔;金屬納米粒子復(fù)合組裝及其表面增強(qiáng)拉曼光譜研究[D];蘇州大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2687024