Ag溶胶和ZnO基底的表面增强拉曼光谱研究

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1、颐l：论文Ag溶胶和ZnO皋底的表面增强拉曼光谱研究摘要表面增强拉曼散射(Surface—enhancedRamanScattering，简称SERS)是一种特殊的表面光学现象，灵敏度较高，可以大大提高吸附分子的拉曼散射信号，己被广泛应用于表面科学和电化学、金属防腐、半导体光电器件、纳米材料、生物、医学、艺术、考古等相关领域。金、银、铜等币族金属；Li、Na等碱金属；Fe、Co、Ni等纯过渡金属及其合金体系；Ti02、Fe203、ZnO、Pb304等半导体粗糙表面都能观察到SERS现象。本论文的研究内容和结论主要包括以下几个方面：l、利用柠檬

2、酸钠作为还原剂，对传统制备银溶胶的方法加以改进，得到了不同的纳米银溶胶。利用Zeta电位分析仪、透射电子显微镜和紫外可见分光光度计分别对胶体银纳米粒子的稳定性、尺寸大小、形态、分布和光吸收特性进行了观测，并以结晶紫为探针分子，研究了结晶紫在金属银粒子基底表面的吸附特性，通过拉曼光谱技术对银纳米颗粒的SERS活性进行了研究。结果表明：制备过程中柠檬酸钠的加入量是影响胶体银颗粒粒径、形貌和SERS活性的主要因素。2、主要通过紫外光谱和SERS谱图研究了不同浓度的HCI、HN03、H2S04及其各自对应的钠盐和钾盐的加入对银溶胶．结晶紫体系的颜色、

3、吸收光谱和SERS增强效果的影响。3、本文选择了苯甲酸、亚甲基蓝、4．巯基吡啶、吡啶四种分子作为SERS探针分子，比较了几种不同结构的分予吸附在银胶表面的SERS现象，并结合高斯计算分析和参考相关文献，对探针分子振动信息进行更确切的对比分析确证，并估算了吡啶探针分子在银溶胶上的SERS增强效果。4、比较不同形貌的ZnO基底对结晶紫分子的SERS增强效果，证实了半导体ZnO有一定的SERS增强效果，增强因子可达102。通过分析UV谱和SERS谱图对半导体增强的机理有了一个初步的理解，化学增强机理可能对SERS效应起主要作用。关键词：表面增强拉曼

4、散射，银溶胶，氧化锌，结晶紫，电解质，密度泛函AbstractSurface．enhancedRamanScattering(SERS)isauniquesurfaceopticalphenomenon．Itshows11i曲sensitivityfordetectingthemoleculesabsorbedonthesurfaceofthemetalsubstratesandpresentsplentifulRamaninformationofthemoleculestructures．Therefore，SERShasbeenwidel

5、yusedinsurfacescientific，electrochemistry,mesoporphyrinprotection，semiconductoroptoelectronicdevices，nano-materials，biologicalmedicine，archaeology,andeta1．WecallobserveSERSphenomenononthesurfaceofthesubstrates，suchasnoblemetaIs．alkalimetals，transitionmetals，semiconductors．T

6、hemainresultsandconclusionsaresummarizedasfollows：1．C0110idalsilvernanoparticleswerepreparedthroughliquidreductionwithsodiumcitrateasreducingagent．AccordingtOamodifiedLeeandMeiselmethod，theinfluenceofdosageofreducingagentsonthesizeanddistributionofcolloidalsilverwereinvesti

7、gated·Zetapotentialandtransmissionelectronmicroscopy(TEM)areusedtocheckthestability,sizeandshapeofthecolloidalsilver．AndUV／visibleabsorptionspectrophotometryisusedtostudytheopticalabsorptionofcolloidalsilver．Theabsorptionpropertiesofcrystalviolet￡Ibsorbedonsilver-solarestud

8、iedbyusingtraditionalresearchmethods．Byusingcrystalvioletastheprobemolecule，SERSsi