新型SERS基底的制备和含S、N原子的分子在纳米体系中的光谱特性研究

论文摘要

自从人们发现表面增强拉曼散射效应（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）以来,由于SERS技术具有高灵敏度的表面效应,能检测吸附在金属表面的单分子层或亚单分子层的分子,并能给出丰富的分子结构信息,因而己被广泛应用于界面科学以及定性和定量分析科学领域之中。其中SERS活性基底的制备对于扩展SERS技术的应用领域和加深理解SERS的增强机制具有十分重要的作用。在SERS研究中,含有硫、氮原子的分子的SERS一直是人们研究的热点。由于S、N原子具有易与金属表面相吸附的特性,可使含有该类原子的有机化分子在金属表面形成自组装膜,从而赋予金属表面多样特质;同时这些含硫、氮原子的化合物易与金属和过渡金属离子形成有趣的配体,并且这些配合物具有特殊的性能,因而广泛的应用于人们的日常生活和科学研究之中。本论文提出了一种制备新型的SERS增强基底的方法,并对三种含有S、N原子的分子在纳米体系中的光谱特性进行了较为详细的研究,获得了一系列结果:1.改进实验条件,利用电沉积金属盐溶液的方法在导电材料表面获得了一种具有良好的表面增强拉曼散射活性的基底。实验结果表明,该基底具有较强的SERS活性,且具有制备方法简单、空间均匀性好、时间稳定性高等优点,使SERS技术在各个领域得到了更广泛的推广和应用。2.研究半胱氨酸在金胶和银胶溶液中的存在构象和吸附状态,同时利用三电极系统研究其在金电极表面的电荷转移和氧化还原行为,为人们利用SERS来解决生物化学和分子生物学中的问题具有一定的参考价值。3.检测对硝基苯胺在胶体溶液、粗糙电极和银纳米颗粒修饰电极中的SERS,研究它在这三种不同基底上的存在形式、吸附行为和在金属电极表面的电荷转移方式,为该分子在各方面的应用提供了实验依据。4.研究SCNP-1P含有的S、N原子在不同电位下与银原子的竞争吸附行为。由于该分子结构简单,可以为以后用理论计算求取分子的键极化率并由键极化率随电位的变化来理解SERS的增强机制提供较好的实验依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 综述部分
• 第一章 拉曼光谱与表面增强拉曼散射光谱
• 1.1 拉曼光谱
• 1.1.1 拉曼光谱简介
• 1.1.2 拉曼光谱的特点
• 1.2 表面增强拉曼散射（SERS）
• 1.2.1 SERS简介
• 1.2.2 SERS的理论模型
• 1.2.3 SERS的主要应用
• 参考文献
• 第二章 纳米体系中的SERS研究
• 2.1 SERS基底的制备
• 2.1.1 粗糙金属电极
• 2.1.2 金属溶胶
• 2.1.3 纳米薄膜
• 2.1.4 金属纳米线、纳米棒等
• 2.2 SERS基底的研究进展
• 2.3 不同纳米体系中的SERS
• 2.3.1 纳米薄膜中的SERS研究
• 2.3.2 胶体体系中的SERS研究
• 2.3.3 电化学体系中的SERS研究
• 参考文献
• 第三章 含S、N原子的分子研究进展
• 3.1 含S、N原子的分子特点
• 3.2 该类分子的研究进展
• 3.3 本论文的研究
• 参考文献
• 实验研究部分
• 第一章 电沉积法制备新型SERS基底
• 1.1 引言
• 1.2 电沉积法制备树枝状银膜
• 1.2.1 实验部分
• 1.2.2 结果与讨论
• 1.2.3 结论
• 1.3 电沉积法制备颗粒状金膜
• 1.3.1 实验部分
• 1.3.2 结果和讨论
• 1.3.3 结论
• 1.4 本章小结
• 参考文献
• 第二章 L-cysteine 在胶体和电极表面的SERS光谱研究
• 2.1 引言
• 2.2 L-cysteine在胶体中的SERS
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 结果和讨论
• 2.2.3 结论
• 2.3 L-cysteine在电极表面的SERS研究
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.3 结论
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 PNA在胶体和电极表面的SERS光谱研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 PNA分子在胶体中的SERS
• 3.3.2 PNA 在粗糙银电极表面的SERS
• 3.3.3 PNA分子在银胶修饰银电极表面的SERS
• 参考文献
• -在电极表面的竞争吸附研究'>第四章 SERS对SCN^-在电极表面的竞争吸附研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 结论
• 参考文献
• 总结和展望
• 攻读硕士期间发表论文情况
• 致谢