银纳米粒子的制备及其表面增强拉曼散射活性研究

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拉曼光谱是分析物质结构的一种有效手段,但是正常拉曼散射的强度极其微弱,在很大程度上限制了拉曼光谱的应用范围。为了克服这一缺点,研究者们发展了多种新型拉曼光谱技术,其中之一就是表面增强拉曼光谱(SERS)。SERS技术是将分子吸附于一些具有SERS活性的基底上,使测试样品的拉曼散射信号得到大幅增强,在理论研究和实际应用方面都取得了丰富的研究成果。  在SERS效应中,增强基底的引入起着至关重要的作用,经过长期的研究人们发现了许多具有SERS活性的物质。在这些物质中,银纳米粒子表新出最佳的增强效果,成为人们的重点研究对象。研究表明,银纳米粒子的增强效果受到多方面因素的影响,如尺寸大小、表面形貌、分散性等,于是人们就希望通过控制这些因素来优化其增强效果,目前已经出现了多种多样的制备方法。  本文通过实验方法制备出银纳米粒子,然后对其尺寸、表面形貌进行表征,并分析它们对银纳米粒子SERS活性的影响,主要包括以下三部分内容:  (1)采用溶剂热法,以乙二醇作为溶剂和还原剂,硝酸银作为银源,在反应过程中加入分散剂PVP,制备出了银纳米粒子,并用扫描电子显微镜观察了其表面形貌,用Rh6G溶液作为探针分子测试了其SERS活性。实验结果表明,产物为分散性较好的球形银纳米粒子,且具有明显的SERS活性。  (2)利用碳酸氢钠溶液与硝酸银反应生成沉淀,然后加入分散剂PVP,让生成的沉淀在水热条件下分解制得银纳米粒子,用XRD、SEM分别对其物相和表面形貌进行测试,并用Rh6G溶液作为探针分子测试了其SERS活性。结果表明,产物属于立方晶系,表面形貌为类球形,也能对Rh6G溶液的拉曼散射信号起到较好的增强作用。  (3)采用离子交换的方法在玻璃基质中引入了银纳米粒子,并对其吸收光谱、表面形貌和SERS活性进行了测试。实验结果显示,与溶液中制备的银纳米粒子相比,这种方法制备的产物具有更好的分散性、抗氧化能力和SERS活性。
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