金屬和聚合物納米粒子的合成、應(yīng)用及光譜研究.pdf

1、納米尺寸的金屬粒子與功能分子的組裝，由于其眾多領(lǐng)域的潛在的巨大應(yīng)用前景受到了廣泛的關(guān)注。研究表明，基底以及其他粒子的相互作用能夠極大的改變單個(gè)粒子的性質(zhì)。納米器件中金屬納米粒子的其中一個(gè)最重要的性質(zhì)就是金屬納米粒子與表面吸附功能分子的界面上發(fā)生的電荷轉(zhuǎn)移。然而，目前關(guān)于基底對(duì)金屬納米粒子與表面吸附功能分子的界面上發(fā)生的電荷轉(zhuǎn)移的作用的研究甚少。眾所周知，金屬納米粒子與表面吸附功能分子的界面上的電荷轉(zhuǎn)移對(duì)表面吸附分子的SERS有很大的貢獻(xiàn)

2、。除了提供關(guān)于界面電荷轉(zhuǎn)移的光譜信息外，由于它具有豐富的分子結(jié)構(gòu)信息、較高的靈敏度以及表面選擇性，表面增強(qiáng)拉曼光譜已成為研究分子一金屬納米粒子體系的一個(gè)有力工具。一般認(rèn)為SERS增強(qiáng)可以歸于電磁增強(qiáng)和化學(xué)增強(qiáng)機(jī)理。電磁增強(qiáng)源于金屬納米粒子(如金，銀)表面自由電子在紫外．可見(jiàn)光區(qū)域的表面等離子體共振(SPR)。在表面等離子體共振作用下，金屬納米粒子附近的電磁場(chǎng)能得到極大的增強(qiáng)，因而分子能夠受到比激發(fā)光大的多的電磁場(chǎng)?；瘜W(xué)增強(qiáng)機(jī)理是激發(fā)光促

3、使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移的過(guò)程，涉及到分子的能級(jí)與金屬粒子能級(jí)之間的動(dòng)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移。在多數(shù)SELLS研究中，化學(xué)增強(qiáng)很少得到單獨(dú)探討，基本是在討論電磁增強(qiáng)時(shí)附帶論及。由于電磁增強(qiáng)依賴(lài)于金屬納米粒子的表面等離子體共振，所以通過(guò)控制合適的條件，仍可能單獨(dú)研究電荷轉(zhuǎn)移對(duì)SERS的影響。 本論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： [1] 通過(guò)合成粒度分布均勻，性能穩(wěn)定的銀溶膠，利用自組裝技術(shù)在玻璃表面成功構(gòu)筑銀納米粒子的單層、雙層結(jié)構(gòu)，利用UV-Vi

4、siable技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在組裝結(jié)構(gòu)中銀納米粒子之間的相互作用對(duì)偶極子表面等離子體共振有較大的影響，這也可能意味著相鄰銀粒子間電磁場(chǎng)的增強(qiáng)與銀粒子的偶極子模式間的偶合密切相關(guān)。 [2] 利用自組裝方法，在聚乙烯吡啶修飾的玻璃基底表面構(gòu)筑了銀納米粒子的PATP單層及雙層有序結(jié)構(gòu)?；咨险姾伤T導(dǎo)的金屬納米粒子的偶極的形成減弱了從金屬納米粒子到PATP分子的電荷轉(zhuǎn)移，碘離子的共吸附使得金屬納米粒子表面的電荷重新分布。 [3]

5、利用自組裝方法，改變藕聯(lián)分子，在聚乙烯吡啶修飾的玻璃基底表面構(gòu)筑了銀納米粒子的BDT和MBA單層及雙層有序結(jié)構(gòu)。和PATP一樣，基底上正電荷所誘導(dǎo)的金屬納米粒子的偶極的形成減弱了從金屬納米粒子到BDT、MBA分子的電荷轉(zhuǎn)移，碘離子的共吸附使得金屬納米粒子表面的電荷重新分布。 [4] 利用聚乙烯吡咯烷酮共聚對(duì)聚苯乙烯微球的表面改性進(jìn)行碘催化劑的固定化，制備粒徑均一、可循環(huán)使用的催化劑微粒。紅外光譜研究表明，聚乙烯吡咯烷酮和苯乙烯的