分子自组装单层膜的表面增强拉曼光谱电化学研究

摘要

表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering，SERS)技术是目前最常用的现场研究表面吸附和界面反应的谱学技术之一，把谱学方法与常规电化学方法相结合的谱学电化学是在分子水平上现场表征和研究电化学体系的新技术，它在研究电极表面吸附分子物种的取向和键接，鉴定参与电化学过程的分子物种等方面有突出优势。拉曼光谱以光子为探针，是研究表面物理、化学结构和性质的有力工具。分子自组装(self-assembled monolayers，SAMs)技术就是通过对自组装分子的设计，达到人为控制表面组成、结构及其功能化的目的。因此自组装分子在金属表面上所成膜的结构与性质、膜与金属表面之间的结合状态与机理的深入研究就很有必要。 从此目的出发，主要开展了以下几方面的工作：本论文选用半胱胺为代表的端基功能化烷基硫醇衍生物，以及以核酸碱基(鸟嘌呤、腺嘌呤)为代表的生物分子为研究对象，采用合适的方法将其自组装到金和银电极表面，并现场表面增强拉曼光谱和电化学手段进行了表征。研究发现：表面吸附基团的拉曼谱峰随外界环境的变化可以作为推断分子吸附构型的直接证据。本论文还对吸附膜的稳定性和表面性质进行了研究，并对单层膜分子在电极表面的表面增强机理进行了详细的分析，给出了合理的理论解释。