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《首都师范大学》 2003年
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纳米金属胶体的制备及其表面光谱学特性研究

杜勇  
【摘要】: 金属胶体作为表面光谱学尤其是近些年发展起来的表面增强拉曼光谱学(SERS)的最为常用的增强基底,其制备方法、光学性质等方面一直是研究领域中的热点。生物分子,尤其是生物染料分子(如罗丹明系列染料分子等),由于其荧光较强且微溶于水,一般常规方法很难得到其拉曼谱。采用SERS技术与FT-Raman相结合的NIR-SERS手段,由于其灵敏度高、样品用量少、可以高效淬灭荧光等优点,可以获得非常理想的NIR-SERS谱。本论文主要进行了与上述相关的研究探讨工作,包括四个部分: 1、论文通过紫外—可见—近红外吸收光谱研究了作为SERS衬底的银胶体系在不同情况下的光吸收特性,结果表明分子加入后在吸收谱长波方向出现新的吸收带,取决于分子在银表面的吸附。当分子在银表面吸附时,该吸收带就出现,当分子从银表面脱附时,该吸收带就观察不到。我们将其归因于与纳米银颗粒表面间的电荷转移效应(CT),而非通常所认为的因银胶凝聚而产生的表面等离子体共振吸收效应。 2、论文介绍了一种新的制备金属胶体及纳米量级粗糙金属表面的方法:利用Nd: YAG激光器1064nm激发光照射金属表面,通过改变光照时间,制备出“化学纯净”纳米金属胶体。利用透射电子显微镜(TEM),对胶体粒子的尺寸大小及形态进行了观测,表明这些胶体为粒径介于5~35nm的纳米体系,并对该胶体体系进行了紫外—可见吸收光谱的研究;在制备出金属胶体的同时,经过激光照射后的金属表面为纳米量级的粗糙表面,对该表面进行了扫描电镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)的测量,结果显示该表面的粗糙度平均为60nm。这两种体系都可有望成为有效的SERS增强基底。 3、在金纳米胶体体系中采用近红外激光(1064nm)激发,研究了卤素离子(Cl~-、Br~-、I~-)对激光染料—罗丹明B分子近红外表面增强拉曼散射光谱(NIR—SERS)的影响,给出了表面增强拉曼谱随卤素离子加入顺序的不同的变化过程。结果表明,在此体系中卤素离子与分子共吸附能力的强弱顺序为:Cl~-Br~-I~-,在三者共存情况下,也以I~-优先吸附。同时利用紫外—可见吸收光谱间接证明了这一结论。 4、比较了染料分子结晶紫(CV)在酸性与中性条件下的金胶体系中的近红外表面增强拉曼光谱(NIR—SERS)。结果表明,结晶紫分子—金胶体系中结晶紫分子在1064nm近红外光激发条件下,其荧光得以大大淬灭,同时拉曼得到了至少不低于10~5倍的增强;当进一步加入硝酸使得其处于酸性气氛下时,由于部分结晶紫分子与硝酸发生了化学作用形成了结晶紫分子的单替代衍生物(HCV),而HCV与结晶紫分子相比,更容易吸附在金属表面,因此结晶紫分子NIR-SERS还将有很大的增强。这可以给我们很大的启示:改变体系的酸碱度也可以达到改变其SERS的增强效果的目的。
【学位授予单位】:首都师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O488;O433.5

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