基于氧化物半導體的光催化特性,能夠降解有機物分子,使表面增強拉曼散射基底得以重復使用。提出了銀納米顆粒有效修飾覆蓋有石墨烯的二氧化鈦納米棒陣列（TiO₂/石墨烯/Ag）復合結構作為表面增強拉曼散射基底,并對其進行了實驗研究。利用水熱法制備了二氧化鈦納米棒陣列;采用濕法轉移石墨烯和光照還原方法制備了TiO₂/石墨烯/Ag復合結構。用羅丹明6G（R6G）分子作為探測分子,結果表明:隨著紫外光照沉積時間增加,探針分子的拉曼信號先增強后減弱;計算得到最大增強因子值約為2.6×106。此外,還對TiO₂/石墨烯/Ag復合結構的紫外自清潔特性進行了初步實驗,結果表明,紫外光照射20min后,其拉曼強度下降到42.3%,具有一定的紫外清潔效果。 

【文章來源】：光譜學與光譜分析. 2017,37(11)北大核心

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

圖１ＴｉＯ２／石墨烯／Ａｇ復合結構制備流程圖Ｆｉｇ．１ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆＴｉＯ２／ｇｒａｐｈｅｎｅ／Ａｇ

圖３ＴｉＯ２／石墨烯／Ａｇ復合結構的ＳＥＭ表征圖沉積時間為：（ａ）６０ｓ；（ｂ）；９０ｓ；（ｃ）１２０ｓ；（ｄ）１５０ｓＦｉｇ．３ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＴｉＯ２／ｇｒａｐｈｅｎｅ／ＡｇｈｙｂｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎｔｉｍｅ：（ａ）６０ｓ；（ｂ）９０ｓ；（ｃ）１２０ｓ；（ｄ）１５０ｓ２．２Ｒａｍａｎ測試光源：激光波長為５３２ｎｍ，激光功率５０ｍＷ，１０％的濾光片，約為５ｍＷ，物鏡放大倍數為５０倍，數值孔徑為０．７５；光斑直徑約為１μｍ；在共聚焦拉曼光譜儀（ＨｏｒｉｂａＪｏ－ｂｉｎＹｖｏｎＬａｂＲＡＭＨＲＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）上進行拉曼光譜測試，選取羅丹明６Ｇ（Ｒ６Ｇ）溶劑作為探針分子，設置積分時間２ｓ，分別在待測樣品上滴加２０μＬＲ６Ｇ溶劑，待其自然干燥后進行拉曼測試。２．２．１ＴｉＯ２／石墨烯復合結構的拉曼表征為了更進一步驗證在ＴｉＯ２納米棒陣列上是否成功轉移了石墨烯，我們對ＴｉＯ２／石墨烯復合結構進行了拉曼表征，其結果如圖４所示。由圖４可以觀察到石墨烯典型的拉曼特征峰，分別是位于～１３５０，～１５８２和～２６８０ｃｍ－１附近的Ｄ峰、Ｇ峰和２Ｄ峰，Ｄ峰來源于二階雙共振拉曼散射過程，反映了碳原子晶格結構缺陷信息；Ｇ峰來源于一階拉曼散射過程，反映了ｓｐ２雜化結構下碳原子的面內振動模式信息；２Ｄ峰與Ｄ峰相同，也屬于二階雙共振拉曼散射過程，體現了碳原子的層間堆垛信息，間接地表征了石墨烯的層數［１４－１５］。通常以

，約為８０～１００ｎｍ，能夠產生更多“熱點”，還能在金屬納米周圍產生很強的局域表面等離子體增強，也就是電磁增強，同時隨著銀顆粒數量增多，拉曼信號強度增強。但是，隨著紫外光照射時間繼續(xù)增加，銀顆粒逐漸團聚，樣品Ｓ３和Ｓ４逐漸形成銀球或者不規(guī)則銀片，有的尺寸甚至達到微米量級，不能很好的激發(fā)金屬顆粒周圍的局域表面等離子體共振，導致樣品Ｓ３和Ｓ４的拉曼信號很弱。同時，制備的ＴｉＯ２／石墨烯／Ａｇ復合結構引入了背景噪聲信號，使得特征峰與背景信號之間難以區(qū)分。圖４ＴｉＯ２／石墨烯復合結構的拉曼光譜Ｆｉｇ．４ＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＴｉＯ２／ｇｒａｐｈｅｎｅｈｙｂｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ圖５（ａ）４組ＴｉＯ２／石墨烯／Ａｇ復合結構ＳＥＲＳ基底；（ｂ）ＴｉＯ２／石墨烯／Ａｇ和ＴｉＯ２／Ａｇ樣品對１０－７ｍｏｌ·Ｌ－１濃度Ｒ６Ｇ的拉曼探測光譜Ｆｉｇ．５ＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＲ６Ｇ（１０－７ｍｏｌ·Ｌ－１）ｏｎ（ａ）ｆｏｕｒＴｉＯ２／ｇｒａｐｈｅｎｅ／ＡｇｈｙｂｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅＳＥＲＳｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｎｄ（ｂ）ＴｉＯ２／ｇｒａｐｈｅｎｅ／ＡｇａｎｄＴｉＯ２／Ａｇｓａｍｐｌｅｓ３４４３第１１期光譜學與光譜分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]拉曼光譜在石墨烯結構表征中的應用[J]. 吳娟霞,徐華,張錦.  化學學報. 2014(03)



本文編號：2993274