本文關(guān)鍵詞：銀納米結(jié)構(gòu)可控生長及SERS傳感研究

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【摘要】：銀納米材料具有非常優(yōu)異的物理與化學(xué)性能,可廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、催化劑行業(yè)、醫(yī)藥、生物傳感器等領(lǐng)域。銀納米材料的性質(zhì)主要取決于其形貌與尺寸,銀納米結(jié)構(gòu)的可控生長是目前研究熱點(diǎn)之一。其中,樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)相比于光滑的納米線,具有多級(jí)分枝結(jié)構(gòu),這種分枝納米結(jié)構(gòu)使得SERS效應(yīng)顯著；其次,樹枝狀納米結(jié)構(gòu)的樹枝彼此之間縱橫交錯(cuò)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),構(gòu)筑出許多間隙帶,這種間隙帶可以看作是局部的“熱點(diǎn)”(hot sopts),能維持強(qiáng)烈的局部電磁場,對(duì)SERS效應(yīng)有重要的貢獻(xiàn)。因此,樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)是一種良好的SERS基底。本文研究了形貌可控的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的制備方法。然后用電泳法將樹枝狀結(jié)構(gòu)組裝在ITO導(dǎo)電玻璃上,形成薄膜,將得到的薄膜作為基底用于SERS研究,分別檢測了幾種不同的探測物分子,均有很強(qiáng)的拉曼信號(hào)。最后,進(jìn)一步研究了樹枝狀納米結(jié)構(gòu)與銀納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備與該復(fù)合結(jié)構(gòu)的SERS性能。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：(1)研究了樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的可控生長規(guī)律。通過光照法在室溫下(20℃),反應(yīng)120 min可以制得具有多級(jí)分枝結(jié)構(gòu)的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)。分析了不同藥品的作用,發(fā)現(xiàn)不同濃度的L-精氨酸使得樹枝直徑從20 nm到200 nm可控,高濃度的PVP有助于樹枝增長,不同濃度的檸檬酸鈉使得樹枝網(wǎng)狀面積可控,同時(shí)硼氫化鈉的量是樹枝形成與否的關(guān)鍵。我們認(rèn)為樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)是由納米顆粒堆積團(tuán)聚生成的。(2)研究了基于電泳沉積法的SERS基底制備方法,該法操作簡單且不會(huì)改變樹枝狀結(jié)構(gòu)的形貌。探討了電泳電壓、電泳時(shí)間、溶劑及懸浮液濃度對(duì)樹枝狀納米結(jié)構(gòu)薄膜形貌的影響。通過優(yōu)化電泳工藝,制備出表面均勻、致密的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)薄膜。(3)研究了基于樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的SERS增強(qiáng)效應(yīng)。以羅丹明6G為探針分子,進(jìn)行SERS基底的應(yīng)用檢測,檢測時(shí)信號(hào)穩(wěn)定、均勻性良好,拉曼信號(hào)的強(qiáng)度和探針分子濃度成線性關(guān)系,可以實(shí)現(xiàn)檢測時(shí)的定性及定量檢測。檢測限為10-10 M,增強(qiáng)因子為2.4 x 108。同時(shí),也分別對(duì)亞甲基藍(lán)和結(jié)晶紫分子進(jìn)行了檢測,檢測限為10-8 M,表明該結(jié)構(gòu)基底在環(huán)境監(jiān)測和生物檢測方面有良好的應(yīng)用前景。(4)研究了樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)和納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備方法,通過對(duì)該復(fù)合結(jié)構(gòu)表面增強(qiáng)拉曼散射的研究,發(fā)現(xiàn)以銀納米顆粒與樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)作為基底,其拉曼增強(qiáng)因子相對(duì)單一的樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)提高了一個(gè)數(shù)量級(jí),對(duì)R6G分子的探測極限達(dá)到10-11 M,增強(qiáng)因子為3.15×109,可用作痕量探測。
【關(guān)鍵詞】：樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu) 銀納米顆粒 電泳 表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;O657.37
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 引言11
• 1.2 銀系納米材料的制備及研究概況11-17
• 1.3 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的制備及研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 濕化學(xué)法18
• 1.3.2 超聲輔助法18-19
• 1.3.3 電化學(xué)沉積法19-20
• 1.3.4 UV輻照法20
• 1.4 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)用20-25
• 1.4.1 催化領(lǐng)域的應(yīng)用20-21
• 1.4.2 光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用21-25
• 1.5 表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)25-28
• 1.5.1 表面增強(qiáng)拉曼散射光譜簡介25-26
• 1.5.2 表面增強(qiáng)拉曼光譜的增強(qiáng)機(jī)理26-28
• 1.6 論文的選題依據(jù)與研究內(nèi)容28-31
• 第二章 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的制備及其特性表征31-43
• 2.1 引言31-32
• 2.2 樹枝狀納米結(jié)構(gòu)生長機(jī)制32-33
• 2.3 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)制備實(shí)驗(yàn)33-35
• 2.3.1 試劑和儀器33-34
• 2.3.2 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的合成34-35
• 2.4 結(jié)果分析與討論35-41
• 2.4.1 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)分析35-37
• 2.4.2 反應(yīng)參數(shù)對(duì)產(chǎn)物的影響37-41
• 2.5 本章小結(jié)41-43
• 第三章 電泳法制備樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)薄膜43-53
• 3.1 引言43-44
• 3.2 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)薄膜制備實(shí)驗(yàn)44-45
• 3.2.1 試劑和儀器44-45
• 3.2.2 樣品制備45
• 3.3 結(jié)果分析與討論45-51
• 3.3.1 溶劑對(duì)薄膜形貌的影響46-47
• 3.3.2 電泳電壓對(duì)薄膜形貌的影響47-49
• 3.3.3 電泳時(shí)間對(duì)薄膜形貌的影響49-50
• 3.3.4 懸浮液濃度50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)的SERS性能研究53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 SERS樣品制備實(shí)驗(yàn)53-54
• 4.2.1 試劑和儀器53-54
• 4.2.2 樣品制備54
• 4.3 結(jié)果分析與討論54-63
• 4.3.1 拉曼激發(fā)波長的選擇55-57
• 4.3.2 羅丹明6G拉曼光譜特征峰研究57-58
• 4.3.3 薄膜均勻性對(duì)羅丹明6G的SERS58
• 4.3.4 不同形狀的銀納米結(jié)構(gòu)對(duì)羅丹明6G的SERS58-59
• 4.3.5 用樹枝狀銀納米基底檢測不同濃度的羅丹明6G溶液59-60
• 4.3.6 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)對(duì)不同探針分子的SERS性能60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第五章 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)和納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)制備及SERS研究65-73
• 5.1 引言65-66
• 5.2 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)和納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)制備實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.2.1 試劑和儀器66-67
• 5.2.2 樣品制備67
• 5.3 結(jié)果與討論67-71
• 5.3.1 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)和納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)形貌表征67-70
• 5.3.2 樹枝狀銀納米結(jié)構(gòu)和納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu)SERS研究70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 作者簡介81

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