納米銀(鈀)在晶態(tài)碳上的負載及其表面增強拉曼效應.pdf

1、表面增強拉曼(SERS)技術(shù)能夠極大地提高表面物種的檢測靈敏度，在實時研究分子表面吸、脫附及取向等方面都有獨到優(yōu)勢。為深入研究SERS效應的機理、拓寬SERS基底的范疇和SERS技術(shù)的應用領(lǐng)域，構(gòu)筑金屬/半導體、金屬/金屬等復合物作為SERS基底成為SERS研究的熱點。
　　單壁碳納米管(SWNTs)依據(jù)其導電性不同，可以分為金屬性碳管(met-SWNTs)和半導體性碳管(sem-SWNTs)。本文借鑒傳統(tǒng)的制備銀膠的方法，將SW

2、NTs的膽酸鈉水溶液與硝酸銀水溶液混合，以檸檬酸鈉為還原劑，采用液相原位還原的方法將銀納米粒子沉積在SWNTs外壁，制備了不同C、Ag原子比的Ag/SWNTs復合體。分析了金屬與碳材料間的界面作用對Ag/SWNTs復合體基底的SERS效應的影響。SWNTs與Ag之間的電子轉(zhuǎn)移對Ag/SWNTs的SERS活性有重要的加強作用。為深入研究SWNTs與Ag之間的電子轉(zhuǎn)移對Ag/SWNTs的SERS活性的影響，在成功分離met-SWNTs和se

3、m-SWNTs的基礎(chǔ)上，分別制備了Ag/met-SWNTs和Ag/sem-SWNTs。對比研究了Ag/met-SWNTs和Ag/sem-SWNTs的SERS活性。結(jié)果表明met-SWNTs較之于sem-SWNTs更易于Ag發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，因而Ag/met-SWNTs具有更強的SERS活性。
　　采用原位還原的方法在銅箔上制備了不同形貌的銀、鈀納米結(jié)構(gòu)，研究表明，通過調(diào)控前驅(qū)體濃度、表面活性劑種類和濃度可有效控制銀、鈀納米結(jié)構(gòu)的形貌。

4、SERS研究表明，這種有序的銀、鈀納米結(jié)構(gòu)具有較高的SERS活性，且鈀納米立方體的SERS增強因子可達到3.4×107。立足于銅箔上原位制備不同形貌銀鈀納米結(jié)構(gòu)的前期實驗，基于原位自生模板法制備的graphene在水中具有較好分散性的特點，將Ag(Pd)負載于graphene上，制備了Ag(Pd)/graphene。即首先將銅納米粒子負載于graphene片層上，盡管沉積的銅納米粒子無序、尺寸無規(guī)律且團聚程度比較大，但在第二步反應過程中

5、，利用銅與Ag(Pd)離子之間溫和的置換反應，graphene片層上沉積的大的銅納米粒子分別被置換為分散十分均勻、粒徑為2nm左右Ag納米粒子和粒徑為3nm的Pd納米粒子。SERS研究表明，這種Ag(Pd)/graphene具有不同于純Ag(Pd)納米結(jié)構(gòu)的SERS效應，推測這可能是由于Ag(Pd)的超小尺寸對介電常數(shù)的影響，導致Ag(Pd)本身電磁場的變化引起的，同時與graphene與Ag(Pd)之間的電子轉(zhuǎn)移有關(guān)。此外，實驗還表明