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几乎所有现代技术领域的革新和进步都离不开纳米复合材料,包括信息和通信、汽车、医药、生物、分析和诊断、化学、制造和生产、环保等。纳米复合材料在非线性光学、力学、磁学、电学、表面催化和传感等领域表现出优异的物理和化学特性,可作为介电材料、电极材料、仿生材料、磁存储材料及敏感材料等,有着广泛的应用前景。表面增强拉曼散射(SERS)的发展与纳米复合材料密切相关,纳米复合材料对于SERS的研究必将成为未来几年甚至几十年的研究焦点。在本论文中,我们对几种纳米复合材料进行了制备和表征,并研究了它们的SERS活性。具体内容总结如下:
(1)利用“振荡法”制备了球形及棒状的银纳米粒子,并通过静电相互作用自组装于修饰了APTMS的玻璃基片表面,获得SERS活性基底,用原子力显微镜(AFM)表征了基底的形貌特征,利用紫外可见光谱(UV-vis)考察了两种银纳米粒子的光谱学性质。
(2)通过静电吸附作用制备了以二氧化硅微球担载银纳米粒子(SiO2@Ag)的纳米复合材料,然后通过静电引力将单分散的SiO2@Ag微球组装于表面修饰了APTMS的玻璃基片上,形成有序阵列,将SiO2@Ag基底用于SERS 检测,以罗丹明6G 为探针分子检测其拉曼信号,得到罗丹明6G在SiO2@Ag基底上拉曼信号的增强因子大约为2×109。与纯银溶胶相比,SiO2@Ag基底具有更高的SERS活性。
(3)利用振荡法和种子生长技术,制备出了核壳结构的Au@SiO2 纳米颗粒及夹层结构的Au@SiO2@Ag 纳米颗粒,用HF 将Au@SiO2@Ag NPs 夹层的SiO2溶解,得到内部带有粒径为30 nm的可移动金核、壳层厚度约30 nm的中空银纳米颗粒(Au@air@Ag NPs)。用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所得到的纳米微球的形貌进行了表征,并以罗丹明B 为探针分子研究了Au@air@Ag 纳米颗粒的SERS 效应,结果发现Au@air@Ag 纳米颗粒是一种可应用于SERS的理想材料。