【摘要】：表面增強拉曼散射光譜(SERS)是一種能顯著增強吸附在金屬納米粒子上的分析物拉曼信號的技術,它通過給出被分析物的振動光譜,從而提供其物質結構信息。特別是金屬納米粒子之間產生的所謂的“熱點”效應貢獻的SERS增強因子可達到10~(14)可實現待測物質的單分子檢測,因此受到了廣大SERS科學家的關注。SERS技術憑借高靈敏度、高準確性并且能迅速得到復雜體系中痕量物質的指紋信息等優(yōu)點在化學分析、食品污染物檢測、生物傳感和環(huán)境監(jiān)測等領域備受青睞。從SERS光譜產生的機理電磁場增強效應來看,制備合適的SERS基底材料創(chuàng)造更多的“熱點”是影響SERS光譜信號的重要因素。很遺憾的是很多復合的金屬納米材料雖然制備了較多的熱點使拉曼信號顯著增強,但是熱點的位置很難準確定位,并且重現性并未達到預期結果。使得SERS技術的應用受到局限,因此,SERS基底的性能及準確的熱點定位就顯得至關重要。本文針對于這個問題做了以下兩方面工作:(1)在材料的設計、合成方面,首先以聚合離子液體為修飾劑制備了Ag@PILs復合材料。進而,以Ag@PILs作為內核材料,利用聚合離子液體的離子交換性實現AuCl~-陰離子負載,并通過后繼的原位生長成功制備了具有衛(wèi)星結構的核殼材料Ag@PILs@Au。通過UV-vis、XPS和FT-IR等技術手段對其形貌、結構以及表面性質進行了系統(tǒng)的表征。研究結果表明聚合離子液體不僅是形成這種獨特衛(wèi)星結構組裝的體重要橋連組份,而且還對復合材料整體的表面性質調控具有重要的作用。利用聚合離子液體的陰離子交換性,通過對其陰離子種類的調節(jié)可以有利的實現Ag@PILs和Ag@PILs@Au親疏水性的調控。(2)在復合材料的拉曼光譜應用方面,探討了Ag@PILs以及Ag@PILs@Au等兩種復合材料的SERS光譜的應用特點。首先利用修飾聚合離子液體作為內源性的拉曼探針表達兩種SERS基底的光譜特性。研究表明,由于聚合離子液體位于內核的銀納米粒子以及殼層的金納米粒子之間的熱點位置,因此相對于Ag@PILs,Ag@PILs@Au可表現出更強的SERS信號。其次,位于熱點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的定位于Ag@PILs@Au的熱點位置,使其SERS信號相對于傳統(tǒng)的SERS信號大幅提高。這種利用橋連聚合物實現待測物熱點定位的新策略有望提高SERS光譜在分析應用中的檢測性能。
【圖文】：

第 1 章 引言1.1 拉曼光譜在 1923 年一位德國的物理學家 A.Smekal 預測了拉曼效應但僅停留上。直到五年后印度物理學家拉曼意外的發(fā)現當用水銀燈照射苯等液體散射光中發(fā)現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度很弱，是一種新發(fā)現的光散射現象，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]。拉曼散射的本質是入射光的光環(huán)境體系后會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]。但絕大多數的情況下，當光子與分子這兩種生碰撞后，只是傳播方向會發(fā)生變化，而頻率不會改變，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，溶液逐漸變成淡藍色。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），反應溶液從淺藍色逐漸變成黑棕色。反應混合物在 40 ℃油浴下避光攪拌反應 12 小時，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。
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34;O657.37

【參考文獻】

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1 金毅亮;秦維;蔣蕓;王梅;姚建林;黃潔;顧仁敖;;金銀合金納米粒子表面處理及其表面增強拉曼光譜研究[J];化學學報;2008年22期

2 王梅;姚建林;顧仁敖;;Au-Ag合金納米粒子制備及其表面增強拉曼光譜研究[J];高等學�；瘜W學報;2006年08期

3 楊海峰,曹曉衛(wèi),王桂華,章宗穰;生物分子拉曼散射測定過程中熒光背景的抑制[J];光譜實驗室;2003年01期

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5 劉峰名,任斌,湯儆,田中群;硅刻蝕的現場拉曼光譜研究[J];光散射學報;1997年Z1期

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

本文編號：2687024