新型SERS活性基底及C修饰的BLM膜研究

摘要

拉曼光谱是一种以光子为探针的无损检测技术,它直接于分子结构的振动谱相联系,对物质可进行指纹性的认证。物质结构的任何微小变化都会非常敏感地反映在拉曼光谱中,因而在物质鉴定、分子结构、质量控制、文化考古、宝石鉴定等物理、化学、生命科学等研究领域拉曼光谱得到了广泛的应用。但是拉曼信号的获得并不容易,直到SERS的发现使散射截面得到相当可观的增强(106-1014),从而使灵敏度得到了很大的提高。由于SERS效应能否发生及SERS信号强弱的重要影响因素是分子吸附的基底表面形态,所以分子的承载基体是关键,因而SERS活性基底的研究一直是该领域的研究热点。 通常获取SERS的方法主要是几种贵金属：金、银、铜胶体和具有纳米尺度的粗糙表面(如真空蒸镀和机械抛光的金属表面)。然而,在实际应用中,上述SERS增强基底又各有优缺点和局限性。对于用化学方法制备的胶体,制备简单且很容易获得大量的胶体,但其成分复杂且含有较多杂质。这对于实验体系的使用和光谱的分析带来了很多的不便。而用激光烧蚀方法获得的胶体虽然纯度很高,但是产量低、成本高。用化学腐蚀、物理研磨等方法获得的粗糙表面也存在着杂质残留、粗糙度不易控制等缺点。所以我们希望研究一种方法简单、容易控制、重复性好、应用广泛的新型SERS活性基底。 本文利用预处理的铝片和铜片还原硝酸银溶液的方法获得了具有不同表面形貌的银纳米结构。扫描电子显微镜(SEM)图表明反应产物分别为花样和树枝状的银纳米结构。以对羟基苯甲(PHBA)作为探针分子,对这种新体系的表面增强拉曼散射(SERS)活性进行了研究,发现该体系是一种非常高效的SERS活性增强基底,并且其SERS活性优于用化学方法制备的银胶。同时对这种新型SERS活性基底的增强机制也进行了讨论,认为是电磁增强和化学增强共同起作用的结果。同时,我们希望这种简单的方法能扩展到其它金属来制备新型的纳米结构,以有助于拓展SERS的应用及进一步解释SERS的理论机制,并将其进一步推广应用于电子学、磁学、催化剂、化学,生物传感器、光学和微器件等研究领域。 最后,我们将拉曼技术与电化学方法相结合,对C60修饰的双层类脂膜进行光谱学特性研究。在获得良好循环伏安图,保证类脂膜状态良好的前提下,同时进行拉曼信号的收集,观察成膜前后拉曼信号的变化。这样便可以揭示C60分子与双层类脂膜的相互作用机制,对于进一步讨论C60修饰BLM的传感机制具有重大的意义。

目录

文摘

英文文摘

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综述部分

第一章表面增强拉曼散射(SERS)光谱

1.1拉曼光谱简介

1.2SERS简介

1.3 SERS的理论模型

1.4 SERS的主要应用

参考文献

第二章SERS活性基底

2.1 SERS活性基底概述

2.2 SERS活性基底的制备方法

2.3 SERS活性基底的研究现状

参考文献

第三章C60修饰的双层磷脂膜

3.1 C60的结构与性质

3.2双层磷脂膜的结构

3.3双层磷脂膜的实验研究进展

3.4 C60修饰的双层磷脂膜

参考文献

实验研究部分

第四章金属铜置换硝酸银溶液制备新型SERS活性基底—树枝状银纳米结构的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4树枝状银纳米结构的SERS活性检测

4.5 结论

参考文献

第五章金属铝置换硝酸银溶液制备新型SERS活性基底—花样银纳米结构的研究

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4花样银纳米结构的SERS活性检测

5.5结论

参考文献

第六章新型SERS活性基底制备小结与展望

6.1两种SERS活性基底形貌比较

6.2两种基底SERS活性的比较

6.3两种SERS基底小结

6.4新型SERS活性基底制备展望

参考文献

第七章嵌入BLM膜中C60的拉曼光谱研究

7.1引言

7.2实验部分

7.3结果与讨论

7.4结论

7.5 s-BLM研究展望

参考文献

附录：攻读硕士期间论文发表情况

致谢