SERS在研究分子在银表面的吸附行为和结构变化中的应用

摘要

本文以自组装的银纳米粒子为基底，利用表面增强拉曼实现了对分子在银表面吸附行为和结构变化的研究。利用层层自主装的方法构建了一个银/对巯基苯胺/银(Ag/PATP/Ag)分子结。在这个结构中银纳米粒子通过对巯基苯胺连接并形成纳米或亚纳米的间隙。通过PATP的SERS性质的变化，研究了环境（如：分子的吸附取向）对分子结的性质的影响。我们发现当分子结吸附上单层 n-辛硫醇、1,8-辛二硫醇、苯硫酚、1,4-苯二硫醇或者对巯基吡啶分子时，由相邻银纳米粒子耦合产生的电磁性质并未表现出很大的变化。然而，PATP的光诱导电荷转移对总体峰强的贡献表现出与电磁场性质完全不同的变化。我们认为巯基芳香性化合物对其巨大的影响应该归因于共轭结构对金属表面自由电子的限域作用。研究了对巯基苯硼酸(MPBA)在银纳米粒子上的SERS性质并发现了pH值对对巯基苯硼酸 SERS的规律性影响。这些影响主要是源于在pH值变化过程中MPBA分子的去质子化和吸附取向的变化。同时，我们利用SERS还跟踪到了MPBA在银纳米粒子自缩合反应。该反应产生的硼酸酸酐与 MPBA的质子化形式有类似的SERS性质。进一步的研究发现，自缩合反应在碱性条件下更容易发生，因而该反应还被认为是硼酸与糖类分子偶联反应的竞争反应。为了防止自缩合反应在碱性条件下的干扰和偶联物的水解，我们认为对巯基苯硼酸与葡萄糖最佳反应条件为中性条件。另外，我们还提出了一种可以获得更大的MPBA的SERS相对强度变化的方法来提高它在用于定量分析中的准确度和精密度。通过控制阳极氧化的和扩孔的时间我们制备了不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板。通过磁控溅射的方法在AAO的底部溅射了一层金，使之可以应用于表面增强拉曼(SERS)研究。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2表面增强拉曼光谱

1.3 SERS增强机理

1.4 SERS的应用

1.5本论文的研究思路和主要内容

参考文献

第二章 分子吸附对双层组装中对巯基苯胺的SERS性质的影响

2.1前言

2.2实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章 SERS在研究对巯基苯硼酸在银表面结构的变化中的应用

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

参考文献

第四章 阳极氧化铝(AAO)的制备及其在SERS中的应用

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4本章小结

参考文献

总结

硕士期间发表的论文

致谢