金纳米棒自组装及其作为SERS基底的应用研究

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金纳米棒(gold nanorods,GNRs)具有良好的稳定性、特有的各向异性和生物相容性,并且在紫外-可见-近红外(UV-vis-NIR)光谱上存在横向和纵向两个表面等离子共振(surface plasmonresonance,SPR)峰,其中纵向SPR(LSPR)峰的位置取决于金纳米棒的长径比,因此金纳米棒的LSPR峰可以实现从可见光区到近红外光区的调控。金纳米棒自组装构建的结构所具有的性质是单独金纳米棒相互之间光学、电学性质的耦合,表现出更加优异的整体协同性质。本论文合成了高纯度、粒径分布均匀的金纳米棒,并用蒸发的方法对金纳米棒进行自组装;将自组装构建的结构用于检测带电小分子的表面增强拉曼(surface enhanced Raman scattering,SERS)光谱,评价了该结构作为SERS基底的可行性,优异性。   具体工作如下:   1.第二章采用修饰的种子介导生长法,通过在生长液中加入不同量的HCl,通过调节生长液的pH值来调节还原剂抗坏血酸(Vc)还原Au3+的能力,可控的制备了不同粒径分布的金纳米棒。本章还研究了还原剂抗坏血酸(Vc),盐酸(HCl)和金种子的量对制备金纳米棒的影响,初步分析了调控盐酸(HCl)得到粒径分布均匀的金纳米棒的原因,利用UV-vis-NIR分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对制备的金纳米棒光学性质和形貌进行了表征,从而得到制备金纳米棒的最优化条件,使得到的金纳米棒单分散性好,形貌均一,粒径分布均匀。   2.第三章在第二章的基础上,制备了大规模高浓度、粒径分布均匀的金纳米棒,用蒸发的方法将制备的金纳米棒自组装形成肩并肩站立在固态基片上的超结构。本章还研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的含量,蒸发温度,金纳米棒的浓度对自组装过程的影响,并从毛细管力,范德华力,熵增原理三个方面初步探讨了金纳米棒的自组装机理。扫描电子显微镜(SEM)表征了金纳米棒自组装前后形貌变化。   3.第四章创新性地将金纳米棒自组装构建的肩并肩站立在固态基片上的超结构作为表面增强拉曼(SERS)基底,研究了带电小分子NBA的表面增强拉曼光谱。结果表明,该结构相比于单分散的金纳米棒重复性优异,具有更好的增强效果,前者几乎是后者的10倍。本章又计算了自组装后单个金纳米棒的增强效果,推测了该结构SERS增强效应的原因。  
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