微波辅助法制备纳米银胶及其在拉曼表面增强方面的应用（英文）

采用一步微波辅助法制备了纳米银胶,并利用紫外-可见吸收光谱,透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)等检测手段对纳米银胶相应的性质和结构进行了表征。利用罗丹明6G(R6G)为探针分子,考察了不同反应时间制备的纳米银胶对拉曼散射(SERS)的表面增强效果。结果表明,纳米银胶可以提高拉曼散射的信号强度,比较和分析了增强后的拉曼光谱。同时,对纳米银胶增强拉曼散射信号的机理进行了详细的研究。     

玻璃基底上纳米银粒子的原位生长及其表面增强拉曼散射活性

利用预处理-化学沉积法在玻璃基底表面原位生长形貌各异的纳米银粒子,获得高活性的表面增强拉曼散射(SERS)基底。采用SEM、XRD和UV等测试手段对样品进行分析和表征,并考察纳米银粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射活性的影响。结果表明:随着反应液中硝酸银与乙二胺的摩尔比以及反应温度的改变,纳米银粒子的形貌发生变化。当反应温度为30℃、硝酸银与乙二胺的摩尔比为1:5时,制备出的由纳米银薄片组成的薄膜具有最强的紫外吸收光谱红移,可红移至800 nm;并且以此条件得到的表面增强拉曼散射活性基底具有最强的表面增强拉曼散射信号,拉曼增强因子达到258.4。     

介电衬底上利用常压CVD直接生长石墨烯复合纳米银表面增强拉曼研究

目的 为了进一步完善Ag基表面增强拉曼(SERS)基底,提升其性能,设计了制备SERS基底的新型方法,采用2种方法制备分别得到转移石墨烯纳米银复合SERS基底(Transfer-G/Ag/SiO2基底)和纳米银石墨烯复合基底(Ag/G/SiO2基底),并对2种基底的增强效果从增强因子、热稳定性、重复性的角度进行比较。方法 使用常压化学气相沉积(APCVD)在二氧化硅和铜表面同时生长石墨烯,使用多元醇水热法制备纳米银,前者与纳米银复合得到Ag/G/SiO2基底,后者将生长出的石墨烯转移后与纳米银制备得到Transfer-G(Cu)/Ag/SiO2基底,以传统方法制备的Transfer-G/Ag/SiO2基底为对照,评价制备的Ag/G/SiO2基底的增强性能。结果 使用拉曼测试平台选用低功率532 nm激光测量10^‒6 mol/L罗丹明6G(R6G)探针分子的SERS拉曼光谱,比较2种基底的性能。计算得到2种基底基于10^‒6 mol/L R6G的增强因子,Transfer-G/Ag/SiO2基底的增强因子为9.93×10⁵,Ag/G/SiO2基底的增强因子为9.23×10⁵。测试Ag/G/SiO2的稳定性得到,在611、1 362、1 648 cm^‒1处特征峰的RSD值分别为9.80%、14.08%、18.18%,数值均低于20%,甚至在611 cm^‒1和1 362 cm^‒1处的RSD值分别低于10%和15%。结论 Ag/G/SiO2基底的SERS效果与传统方法制备的Transfer-G(Cu)/Ag/SiO2基底相比增强效果同样显著,表现在:两者增强因子基本相同,且都具有很好的热稳定性、均匀性和高度重复性。由于使用水热法提高了纳米银的制备效率,并且石墨烯生长避免转移过程,减少对石墨烯的物理损伤和化学药品的化学损伤,确保原位生长石墨烯的质量,进而提高Ag/G/SiO2基底的性能,为快速制备高性能SERS基底提供可行方法。     

不同壳层厚度Au@SiO_2的表面增强拉曼效应

通过电偶置换反应制备了尺寸在30~35 nm的结晶性良好的Au纳米颗粒,并成功在其表面包覆了不同厚度的Si O2壳层,利用TEM、HRTEM和UV-Vis对样品的结构和形貌进行了表征,并以罗丹明6G(R6G)为探针分子,对Au@SiO_2复合粒子的表面增强拉曼散射(SERS)效应进行了研究。结果显示,相对于Au纳米颗粒,Au@SiO_2复合粒子显著提高了拉曼信号的质量和检测的灵敏度,且Si O2壳层厚度对其SRES效应影响显著,壳层厚度为2 nm的复合粒子对R6G分子的检测极限可达10~(-7)mol/L。     

Ag/TiO_2多孔阵列作为可再生的SERS活性基底

采用三次阳极氧化法制备了TiO_2纳米孔阵列,然后通过连续离子层吸附法在其上负载30 nm左右的Ag纳米颗粒,并将Ag/TiO_2作为SERS活性基底,研究了其对罗丹明6G(R6G)的表面增强拉曼散射(SERS)效应,同时对基底的均匀性、稳定性和可再生性能进行了系统研究。结果显示,在激发波长为532 nm的情况下,该基底对R6G分子的检测限达到~10~(-7) mol/L,且具有较好的均匀性和稳定性;吸附了R6G分子的Ag/TiO_2基底经模拟太阳光照射后,30 min内即可将所吸附的待测分子降解,显示出良好的可再生性能。基于其高度有序的结构和良好的性能,所制备的Ag/TiO_2多孔孔阵列有望作为一种理想的SERS活性基底而在相关领域获得应用。     

球形SiO2表面Ag纳米粒子生长及其拉曼增强效应

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为还原剂和稳定剂制备SiO2/Ag纳米复合材料,分析银氨络离子的浓度对银纳米粒子的影响,采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)对SiO2/Ag复合材料进行表征,并研究以SiO2/Ag为基底的表面拉曼散射增强。结果表明,银纳米颗粒以多晶形式沉积在球形二氧化硅表面,通过调节银氨络离子的浓度可以改变Ag纳米颗粒的大小及其在SiO2上的沉积量;当银的沉积量增加时,表面拉曼散射也随之增强。     

Au修饰WO_3纳米棒阵列的制备及其表面拉曼增强效应

研究了一种Au修饰WO_3纳米棒阵列作为高灵敏的表面拉曼增强基底。WO_3纳米棒阵列采用低温水热法生长在导电玻璃(FTO)上,然后通过离子溅射镀上Au颗粒赋予其表面拉曼增强活性。利用XRD、SEM、TEM对所制基底进行了表征,用罗丹明(R6G)作为探针分子检测了Au修饰WO_3纳米棒阵列基底的表面增强拉曼活性。研究结果表明,WO_3纳米棒截面为矩形,长宽为几十纳米,且表面均匀分布了直径为5 nm左右的Au颗粒。这种基底对R6G有很高灵敏度,检测限可达10~(-8 )mol/L,对于快速检测其他有机污染物具有很大的潜力。     

单晶硅基体上紫外光诱导生长铜微纳米粒子薄膜

在室温条件下,通过紫外光诱导方法在n型单晶硅表面成功地生长出长度为1.66~5.80μm、宽度为1.27~2.84μm、厚度在0.24~0.73μm之间变化的铜微纳米粒子。采用电子显微镜(SEM)观察到单个铜粒子表面光滑,并出现数个粒子聚集形成K或L形状的粒子团聚现象。结果表明:改变溶液组分浓度和光照时间可以对铜微纳米粒子的尺寸和致密度进行有效控制。以浓度为1×10-5 mol/L罗丹明6G作探测分子,对制备的铜微纳米粒子薄膜的表面增强拉曼散射(SERS)效应进行研究,证实经过铜微纳米粒子修饰后的单晶硅对其表面吸附分子的拉曼信号确实有增强作用,这是因为铜粒子的表面等离子体效应能够提高样品表面局域场的电场强度。     

柠檬酸钠-施氏假单胞菌还原制备纳米银及抑菌活性研究

以硝酸银为原料,利用柠檬酸钠联合施氏假单胞菌还原法制备纳米银,并对纳米银的紫外吸收特性、微观形貌、物相组成,以及其稳定性和抑菌性进行了分析。结果表明,与单独柠檬酸钠制备的纳米银相比,联合还原法制备的纳米银有明显的紫外吸收峰,其粒径的整体大小减小了约10倍,稳定性同步增强,制备效率提高了26.7%;抑菌实验表明,联合法制备的纳米银对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性分别提高了62.5%和77.5%。     

桑叶提取液快速绿色合成单分散银纳米粒子

报道了一种在水溶液中的简单、快速、绿色制备5~15 nm纳米银溶胶的方法。以硝酸银为银源,桑叶提取液为还原剂和保护剂,没有利用其它的还原剂和保护剂,在常温下制备纳米银。纳米溶胶的颜色从浅黄色变到棕色,表明生成了纳米银粒子。利用紫外可见光谱(UV-vis),透射型电子显微镜(TEM),红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对样品进行了分析。结果表明所得到的银粒子为分散性较好、粒径较小、结晶度很高、被植物提取液包覆的球状纳米银颗粒。通过UV光谱对反应温度、反应时间、银离子浓度及提取液用量对粒径的影响进行了研究,提出了一种可能的反应机理。该方法可以扩展到用其它可再生的物质来制备贵金属纳米粒子。     

Growth and Morphology Modulation of Needle-like Silicon Nanowires for SERS Application

半导体纳米线作为一种潜在的表面增强拉曼光谱（SERS）基底材料正受到广泛的关注。本文采用金作为催化剂,通过等离子体增强化学气相沉积系统,以气-液-固生长机制制备一种直径可控的针尖状硅纳米线。基于合金液滴控制硅纳米线形貌的事实,通过设计调节合金催化剂的尺寸,制备了针尖状硅纳米线。所制备硅纳米线形貌通过SEM清晰可见,为针尖状。TEM和XRD分析表明,硅纳米线为同轴结构,单晶硅核包覆非晶SiO2壳层。作为SERS活性基底,通过伽伐尼置换在纳米线表面沉积活性Ag颗粒,同等条件下对R6G的检测显示,针尖状硅纳米线基底其增强因子是柱状硅纳米线的十多倍。由此预测,这种针尖状的硅纳米线可应用于新型传感器、环境监测、生物医疗诊断等领域。此外,这种针尖硅纳米线的制备方法也可以用作制备其他的针尖状纳米线,例如同族的锗针尖纳米线等等。     

一种中空金/银双金属纳米颗粒的制备及其SERS性能

以银纳米颗粒为牺牲模板,利用Ag和HAu Cl4之间的置换反应,结合柠檬酸钠同步还原的方法制备了一种中空金/银双金属纳米颗粒。通过对颗粒形貌及局域表面等离子体共振(LSPR)的分析,初步研究了此类金/银纳米颗粒的生长机理,并对影响反应的因素进行了探讨。结果表明,通过控制反应条件可以实现对LSPR的精密调控。该类金/银双金属纳米颗粒可用作为SERS基底,苯硫酚在其表面增强因子可达107,并具有良好的信号重现性。该基底用于atto610标记的生物素与亲和素的SERS检测,检测限可达80 pg/m L。     

Material removal mechanism of multi-layer metal-film nanomilling

Tip-based nanomilling via atomic force microscopy enables alterable feature sizes for fabrication of substrates for surface-enhanced Raman scattering (SERS) with tunable plasmonic resonances. Specifically, nanomilling of SERS substrates on a multi-layer Au/Ag/Au film was investigated. The material removal mechanism at close-to-atomic scale, plastic deformation of the sample material, as well as the formation of nanogrooves were characterized. The Raman enhancement mechanism of the SERS substrate was revealed via simulations. This work thus provides a new method for preparing SERS substrates with tunable plasmonic resonances.     

Gold/oxide heterostructured nanoparticles for enhanced SERS sensitivity and reproducibility

In surface-enhanced Raman scattering(SERS),it is highly desirable to obtain Raman signals with high sensitivity and reproducibility from noble metal nanoparticle substrates,which remains a great challenge due to the inhomogeneity of the plasmonic coupling that is sensitive to the interparticle nanogaps.In this work,we report that the interparticle plasmonic coupling could be circumvented by first synthesizing Au/metal or nonmetal oxide heterostructured nanoparticles and then depositing them uniformly onto the substrates,leading to high reproducibility of the Raman signals.Strong plasmonic coupling has been found at the Au/oxide interface,which enables high sensitivity of the SERS analysis that accompanies the excellent signal reproducibility.Among different oxides investigated(SiO_2,TiO_2 and Fe_2O_3),the Au/Fe_2O_3 heterostructured nanoparticles demonstrate the highest Raman enhancement effect.We believe our strategy opens a promising route to fabricate SERS substrates that are capable of sensitively and quantitatively detecting molecules of interest in a much reliable manner.     

2-Mercaptobenzothiazole monolayers on zinc and silver surfaces for anticorrosion

Anticorrosive behaviors of 2-mercaptobenzothiazole (MBT) self-assembled monolayers (SAMs) on silver and zinc electrodes were comparatively studied by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The promising inhibition effect of the MBT for silver and zinc from corrosion had been confirmed. The adsorption geometries of MBT monolayers on zinc and silver electrodes were observed by surface enhanced Raman scattering (SERS) technique. The SERS spectra implied that monolayers of MBT could be self-assembled on Ag surface through S¹⁰ and N³ atoms and the molecular plane should be tilted with respect to the surface. On Zn surface, MBT molecules formed monolayers via both S atoms and the other moieties of the molecule away from the surface. From the in situ electrochemical SERS results it can be found that MBT monolayers on both Ag and Zn surfaces experienced the changes of adsorption fashions as the potential shifting to more negative direction.     

Silver–polypyrrole composites: Facile preparation and application in surface-enhanced Raman spectroscopy

A facile method to prepare silver–polypyrrole composite (Ag–PPy) by a modified silver mirror reaction is reported. PPy films pretreated by Al(NO₃)₃ solution were immersed into the silver ammonia with glucose. Silver ammonia ions were reduced to two-dimensional staggered silver nanosheets which immobilized on the surface of polypyrrole. The silver nanosheets with different morphologies and sizes can serve as active-substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Using 4-mercaptopyridine (4-Mpy) as probe molecules, the as-prepared composites exhibited excellent surface-enhanced Raman scattering.     

硅基银枝晶的湿化学法制备及其在SERS检测中的应用

设计并构建结构多样的银枝晶一直被认为是一种实现表面增强拉曼散射(SERS)信号放大的合理途径。本文报道了一种简单的湿化学方法,通过快速混合硝酸银和氢氟酸水溶液,进而实现了硅片表面高密度银枝晶的快速制备。由于Si-H表面具有一定的弱还原性,随后导致了银离子的还原,并最终形成了具有良好SERS增强特性的银枝晶结构。该方法生产速率快,重现性好,产率高,其尺寸通常为微米级,且枝晶表面无任何有机污染物。EDS分析进一步证实了所制备的枝晶结构为单质银属性。此外,详尽的研究表明所制备的银枝晶结构其形貌与具体的反应参数如氢氟酸浓度、硝酸银浓度以及反应时间等息息相关。重要的是,该枝晶结构成功实现了苏丹I、苏丹II和苏丹III的快速分析检测,展现出良好的应用前景。     

金纳米粒子对染料分子光学性质的影响

研究了金纳米粒子对染料罗丹明6G（R6G）和荧光素（FL）光学性质的影响。表面有柠檬酸根保护层的金纳米粒子吸附带正电荷的罗丹明6G后，其表面等离子体共振红移；但吸附带负电荷的荧光素后，其表面等离子体共振几乎不受影响，这可能与粒子之间的静电作用有关。罗丹明6G的表面增强拉曼光谱表明其平躺吸附在金纳米粒子表面，非辐射能量转移的发生和不利的吸附取向导致罗丹明6G荧光信号强度减弱，相反，荧光素由于与金纳米粒子表层柠檬酸根之间有静电排斥作用，产生了一段距离，使得荧光信号增强。     

负载纳米CeO2的多孔银的制备、表征及SERS研究

采用NaOH溶液腐蚀Ag/CeO2/ZnO前驱体,制备出含有纳米CeO2微粒的多孔银复合材料。随着ZnO组元被溶解,CeO2微粒均匀分散到纳米多孔银的内表面。形貌表征表明,通过调节前驱体中ZnO的含量可细化纳米多孔AgCeO2复合材料的微观结构,当ZnO加入摩尔分数为70%时,CeO2微粒尺寸为6 nm。表面拉曼增强效应(SERS)测试表明,CeO2纳米微粒的形成和分散显著增强了多孔银的SERS性能;该复合材料在可见光条件下能够降解罗丹明(R6G)并有较好的自清洁性。