硅片上Ag@Au核壳结构纳米颗粒的制备及其SERS性能

为获得一种高效和具有一定化学稳定性的表面增强拉曼散射(SERS)基底,文中通过离子溅射的方法在Ag纳米颗粒表面覆盖6 nm和10 nm的Au层,形成Ag@Au核壳结构(分别命名为Ag@Au6/Si和Ag@Au10/Si)。利用场发射扫描电子显微镜观察Ag颗粒和Ag@Au颗粒的尺寸及颗粒间隙的变化;采用共聚焦显微拉曼光谱仪测试罗丹名6G(R6G)分子在不同基底上的拉曼光谱,对比三种基底在探测R6G溶液时的SERS光谱的强度差别,计算了最佳基底的增强因子;将基底浸泡在0.5 mol·L~(-1)的双氧水中1 h之后,测试其SERS光谱强度下降程度,以此评价基底的化学稳定性。研究结果表明:Ag颗粒表面溅射了Au层后,颗粒尺寸随金层厚度的增加而逐步增加,Ag@Au10基底中颗粒间隙尺寸降低到10 nm以内。三种基底之上,保持相同的R6G溶液浓度时,R6G分子的光谱强度的顺序为Ag@Au10/SiAg@Au6/SiAg/Si,即Ag@Au10/Si基底具有最佳的增强效果,其增强因子可达2.2×10~6。Ag纳米颗粒基底在双氧水中浸泡后,SERS增强性能完全消失;Ag@Au10/Si和Ag@Au6/Si的SERS光谱强度分别下降了46.2%和81.6%,说明Au层起到了保护Ag颗粒不被腐蚀的作用,且Au层越厚,耐化学侵蚀性能越佳。在SERS检测中,Ag@Au10/Si基底具有较高的灵敏度和较高的化学稳定性,此基底具有应用于SERS领域的潜在可能性。     

磁性Fe⁃Au复合材料的制备及SERS性能

表面增强拉曼散射光谱(SERS)是一种广泛应用于低浓度分子物种识别并且能够提供结构信息的技术。SERS检测中基底纳米材料的颗粒大小、形状和空间分布对检测结果有着重要影响。探索制备新型纳米结构可以为SERS研究和应用提供新的活性基底和理论基础。由于具有良好的传质和吸附性能,多孔材料广泛应用于构筑SERS活性基底纳米复合物。以多孔磁性纳米材料作固相载体,通过水热合成多孔纳米α⁃Fe2O3,再将其还原成Fe,使Fe的表面也有孔道存在。在Fe表面自组装Au纳米材料构筑SERS基底,以对巯基苯胺（PATP）和三聚氰胺水溶液作为目标分子,对其SERS性能进行测试。调控Au纳米粒子尺寸大小,考察其对SERS性能影响,得到50 nm Au具有最优性能。利用扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射(XRD)和N2吸附等表征手段,对纳米复合物结构及组成进行分析表征。结果表明,得到了一种同时具有吸附和检测效果的纳米复合物SERS基底。     

RGO/Ag/SH-β-CD纳米组装体的构筑及SERS光谱效应和超分子识别性能的研究

采用自组装与原位生长相结合的方法,以氧化还原石墨烯(RGO)为基板,银纳米粒子作为增强基底,巯基-β-环糊精(SH-β-CD)作为识别功能分子,构筑了具有表面增强拉曼光谱(SERS)效应和超分子识别性能的RGO/Ag/SH-β-CD纳米组装体。在此基础上,以结晶紫作为探针分子对该纳米组装体的SERS性能做了初步研究,并将其应用于1-萘酚、2-萘酚和苯酚分子的识别和检测。结果表明,与单纯的氧化石墨(GO)基板相比,RGO/Ag/SH-β-CD纳米组装体表现出明显的SERS增强效果,且在l-萘酚、2-萘酚和苯酚的浓度分别为10~(-5)mol/L时,RGO/Ag/SH-β-CD能通过其SERS信号的差异将其明显识别。制备的RGO/Ag/SH-β-CD纳米组装体同时具有SERS信号和超分子识别的双重功能,从而有可能在超分子识别领域中得到应用。     

基于Si基沉积拉曼增强活性Au膜的制备与表征

研究了一种新的表面增强拉曼活性Au基底的制备方法,采用无电镀沉积方法,通过HF和HAuCl4的混合溶液对Si片进行处理获得具有不同形貌的Si基Au膜,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了基底的表面形态和结构,测定结晶紫分子在基底表面的拉曼光谱。结果表明,Si基Au膜表面的表面增强拉曼散射(SERS)增强随制备时间的增加呈现先增强后减弱的趋势,增强效果优于常用的Au胶体系,是一种非常高效的拉曼活性增强基底。     

树枝状Ag基底的制备及其SERS活性研究

研究了一种表面增强拉曼散射(SERS)活性Ag基底的制备新方法。通过电化学方法和液相生长方法相结合在金属Al表面制备SERS活性Ag膜。用扫描电子显微镜(SEM)表征Ag膜的表面形貌,以结晶紫(C25 H30N3Cl·H2O)为拉曼探针分子,研究了基底的SERS增强效果。研究表明:结晶紫分子吸附在Ag膜表面的SERS强度随电沉积时间的增加呈现先增强后减弱的趋势;进一步的Ag增强剂和引发剂的混合溶液对电沉积Ag膜的浸泡处理可以调节基底Ag膜的结构形态,增强电沉积基底Ag膜的SERS活性。     

纳米表面增强拉曼散射基底的研究进展

随着纳米科技的快速发展,表面增强拉曼散射(SERS)被赋予了新的发展动力.通过梳理表面增强拉曼散射技术特点和国内外纳米表面增强拉曼散射基底的研究进展,分析发现SERS基底存在的排列无序、重复性和均匀性差等缺点,限制了深入研究SERS增强机理及其技术的广泛应用.SERS基底直接影响其增强效应,具有SERS高增强能力、均匀性和可重复性的活性基底将得到学界的关注与发掘.     

纤维素复合材料在表面增强拉曼光谱中的应用研究进展

表面增强拉曼光谱（SERS）是一种重要的光谱分析方法,具有灵敏度高、操作简单、检测速度快、选择性好等优点,其性能高度依赖活性等离子体基底的性质。纤维素是地球上最丰富的生物聚合物,具有廉价易得、可再生及绿色环保等性质。因此,越来越多的纤维素材料被用于制备SERS的基底。从电磁场增强和化学增强两方面阐述了SERS增强机理,并介绍了纤维素材料的种类以及制备SERS基底的方法;综述了纤维素SERS基底在生物分析、水质评估、食品安全、环境污染及染料识别等方面的应用,并展望了未来的研究方向。     

蝶翅结构负载银颗粒表面增强拉曼散射性能

将银粗糙化的蝶翅三维结构引入到表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)基材中,提高检测效果。采用绿带翠凤蝶蝶翅作为基板,将纳米银金属颗粒负载其上,合成了经有序粗糙化的表面增强拉曼散射基底。采用场发射扫描电镜及透射电镜分析了有序银粗糙化蝶翅SERS基底的形貌特征。并以罗丹明6G作为探针分子,可检测到浓度低至10^-14mol/L的标样溶液,且检测效果好于二维平板SERS基底,经计算得到绿带翠凤蝶SERS基底的增强因子为1.57×10⁷。在试验的基础上,结合三维有限时域差分的计算方法(finite difference time domain, FDTD),模拟计算得到绿带翠凤蝶SERS基底的电场强度E分布,其log|E|²的值为3.85,其对激发光的反射率仅为6%。研究表明银粗糙化的蝶翅三维结构,可以使表面的电场强度有显著增强。     

碘介导金包银核壳纳米粒子的合成及SERS应用

金包银核壳纳米粒子有望在保持纳米银优良表面增强拉曼（SERS）增强性能的同时,提高银纳米粒子的抗氧化能力;但是目前制备完整纳米金壳包裹的纳米银粒子仍较困难. 以AuI₄^-代替传统使用的AuCl₄^-,利用碘与金、银原子的相互作用,避免了金与纳米银核的电化学置换反应而导致的结构缺陷,制备得到了完整均匀包裹的金包银核壳粒子（Ag@Au NPs）. 该粒子不仅具有与银类似的SERS增强效果,同时具有可以与纳米金相比拟的抗氧化性能. 将上述方法得到的金包银核壳粒子成功地应用于玫瑰红B、亮蓝等合成色素以及农药百草枯的测定.     

ZnO/Ag纳米复合材料的硬脂酸改性

以硬脂酸为表面活性剂对采用配合物沉淀法自制的ZnO/Ag纳米复合材料进行了表面改性。系统研究了硬脂酸浓度、用量和改性时间等因素对改性效果的影响,并通过亲油度、接触角、透射电镜、红外及紫外-可见光谱等测试手段,对改性前后的ZnO/Ag纳米复合材料进行了表征。结果表明,采用乙醇加热回流法,用硬脂酸改性ZnO/Ag纳米复合材料能够提高其疏水性及对可见光的吸收能力。硬脂酸改性ZnO/Ag纳米复合材料的优选工艺条件是,硬脂酸浓度为0.010mol.L-1,添加量为10%(质量分数),改性时间为60min。改性后ZnO/Ag纳米复合材料的亲油度为76.47%,接触角为107.8°,其疏水性明显优于未改性材料。     

Preparation of nano-structured Ag solid materials and application to surface-enhanced Raman scattering

Silver nano-particles with average diameter of about 60 nm were compacted in a high-strength mold under different pressures at 523 K to produce nano-structured Ag solid materials. The structure and characteristic of the nano-structured Ag solid materials (NSS-Ag) were studied using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and Raman spectrometer. The NSS-Ag could be used as highly efficient surface-enhanced Raman scattering (SERS) active substrates. The common probe molecules Rhodamine 6G (R6G, 1×10⁻¹⁰ mol/L) were used to test the SERS activity on these substrates at very low concentrations. It is found that the SERS enhancement ability is dependent on the density of NSS-Ag. When the relative density of NSS-Ag is 83.87%, the materials reveal great SERS signal.     

Sensing characterization of Sn/In/Ti nanocomplex oxides for CO, CH_4 and NO_2

The nanocomplex oxides of Sn-In and Sn-In-Ti were prepared by controlled co-precipitation method as sensing materials of semiconductor gas sensors for detection of CO, CH4 and NO2. Through manipulating the Sn/In cation ratio, metal salt total concentration, precipitation pH value and aging time, the nanocrystalline powders were successfully derived with chemical homogeneity and superior thermal stability, compared with the single component oxides. The particle size and morphology, surface area, and thermal and phase stabilities were characterized using TEM, TG-DTA, BET and XRD. The sensing tests showed that the Sn-In com-posites exhibit high sensitivity and selectivity for CO and NO2. The introduction of TiO2 enhanced CH4 sensitivity and selectivity, particularly, additives of Pd and Al2O3 as a dopant and surface modification greatly enhanced the sensing properties. The sensitivity depended on the composition of composites, calcination temperature and operating temperature. The optimal values were (25%In2O3- 75%SnO2)-20%TiO2 for ternary composite, 600 and 300℃, respectively. Temperature-programmed de-sorption (TPD) studies were employed to explain the gas adsorption behavior dis-played by the surface of nanocomposites and X-ray photoelectron spectroscopic (XPS) analysis was used to confirm the electronic interactions existing between oxide components. The sensing mechanism of the nanocomposites was attributed to chemical and electronic synergistic effects.     

均相沉淀法制备Ni/Al⁃LDHs/rGO复合电极材料的电化学性能

以Ni(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素以及氧化石墨烯（GO）为原料，利用简便的均相沉淀法合成了GO复合量（质量分数）分别为0、0.2%、0.5%、0.8%和1.0%的Ni/Al⁃LDHs/rGO复合电极材料。采用XRD、FT⁃IR、TGA和FESEM表征了材料的结构和表面形貌，利用循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）和充放电测试研究了Ni/Al⁃LDHs/rGO复合材料作为Ni⁃MH电池正极材料的电化学性能。结果表明，复合GO可以明显提高Ni/Al⁃LDHs的电化学性能，其中GO复合量为0.8%的Ni/Al⁃LDHs/rGO样品表现出最为优异的综合电化学性能，例如在2 000 mA/g电流密度下，其放电比容量（288 mA·h/g）比未复合GO的Ni/Al⁃LDH样品放电比容量（205 mA·h/g）高出40.5%。     

聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备及其超级电容性能

采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在乙醇溶液中超声分散120 min得到氧化石墨烯悬浮液。采用滴涂法在玻碳电极表面得到氧化石墨烯薄膜,通过电化学技术在氧化石墨烯薄膜上沉积得到聚乙酰苯胺纳米线,成功制备了聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料(PAANI/GO)。利用扫描电镜、循环伏安法和恒电流充放电测试技术对合成材料的形貌和充放电性能进行表征和测试。结果表明,直径为80 nm的聚乙酰苯胺纳米线均匀分散在氧化石墨烯表面,制备的复合材料在1 mol/L高氯酸溶液中,当循环伏安扫速为10 m V/s时,可以获得706 F/g的比电容,PAANI的比电容为285 F/g。聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料具有优异的充放电稳定性,当恒电流为1A/g时,循环充放电1 000次比电容是初始值的90%。     

水热法制备聚苯胺/石墨烯复合材料的研究

以氧化石墨烯（GO）与苯胺作为前驱物,在高温高压下一步水热反应,合成了聚苯胺/石墨烯（PANI/Gr）复合材料。利用紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜研究了PANI/Gr复合材料的结构和微观形貌,进一步利用电化学工作站探究了PANI/Gr复合材料的电化学性能。研究了水热反应时苯胺与GO的投料质量比对所得复合材料的结构与电化学性能的影响。循环伏安法和恒电流充放电测试结果表明由于聚苯胺与石墨烯的相互作用,复合材料的电容性能比单组分的聚苯胺和石墨烯要高。这说明通过GO与苯胺的一步水热反应成功制备了具有优良电容性能的PANI/Gr复合材料。     

木粉接枝甲基丙烯酸甲酯/丁酯及其在木粉/PVC复合材料中的应用

用一定pH值的KH-570水溶液对木粉进行偶联处理,然后在紫外光作用下,引发甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸丁酯（MMA/BMA）在木粉表面进行接枝共聚,考察偶联剂用量及溶液pH值、引发剂（BPO）用量、两种单体总量及配比对木粉接枝率的影响,同时考察处理前后木粉填充PVC复合材料的力学性能,并采用扫描电镜对复合材料的断口形貌进行分析.结果表明：偶联剂用量及溶液pH值、接枝单体MMA、BMA用量及配比均对木粉接枝率有显著影响,在最佳配比条件下木粉最高接枝率可达32 %.与未改性的木粉相比,接枝改性后的木粉填充PVC复合材料的力学性能显著提高,其拉伸强度和冲击强度可分别提高90.3 %和25.3 %,扫描电镜照片显示木粉分散更均匀,界面结合良好.     

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶表面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损及转移膜特性的影响规律,本文采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR-2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有三种不同表面粗糙度的对偶钢块（GCr15）之间的摩擦磨损性能;利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明,纯PTFE及不同含量nano-SiO2填充改性PTFE复合材料的摩擦系数均随对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈增大趋势,在粗糙度为Ra0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在三种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5wt%时复合材料在粗糙度为Ra1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间约为纯PTFE的1/3（缩短了近10min）,耐磨性较纯PTFE提高了34.1%。由此可见,复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度具有匹配性,合理的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。