液相納米銀膠的光譜學(xué)研究.pdf

1、當(dāng)分子/離子吸附于金屬表面后，其光物理與光化學(xué)性質(zhì)常常與單純的分子/離子或金屬表面的性質(zhì)不同。其中，由于分子/離子吸附于金屬表面而產(chǎn)生的一類(lèi)重要的光譜增強(qiáng)現(xiàn)象尤為突出，例如表面增強(qiáng)拉曼散射、反常光吸收、熒光增強(qiáng)或淬滅等等。本文利用化學(xué)還原法和激光燒蝕法制備出不同的納米銀膠，然后借助透射電子顯微鏡、拉曼光譜、紫外?？梢?jiàn)光吸收光譜、熒光光譜等手段，研究了膠體顆粒尺寸、形貌、粒徑分布和外加物質(zhì)對(duì)膠體的光吸收、光致發(fā)光和表面增強(qiáng)拉曼光譜信號(hào)的影

2、響。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括： (1)借助紫外光的激發(fā)，獲得了銀膠較強(qiáng)的光致發(fā)光信號(hào)。實(shí)驗(yàn)顯示，尺寸處于納米級(jí)別、由許多銀原子和團(tuán)簇組成的銀膠顆粒的光致發(fā)光能量與其表面等離子體共振吸收并非總是相同，而是受顆粒間局域場(chǎng)的相互作用影響極大，由此模擬出顆粒間相互作用的表面能級(jí)雜化模型。 (2)利用激光燒蝕法制備了“化學(xué)純”銀膠，研究了碘酸根離子對(duì)銀膠表面能級(jí)的影響及由此引起的光譜學(xué)信號(hào)的變化。實(shí)驗(yàn)顯示，隨著加入離子濃度的增加，單

3、顆粒的等離子體共振吸收逐漸減弱，而與陰離子在銀表面的化學(xué)吸附和膠體的聚沉相關(guān)的新的吸收信號(hào)逐漸增強(qiáng)且紅移，表明離子的吸附導(dǎo)致了膠體表面能級(jí)的雜化，銀膠體系的發(fā)光受表面能級(jí)雜化的控制。 (3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)甲基橙分子吸附于銀膠表面后，其水溶液時(shí)420nm處的熒光峰被淬滅，與此同時(shí)，530nm處的熒光峰有了接近20倍的增強(qiáng)，同時(shí)有了約30nm的紅移，本文用分子與金屬表面的能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)對(duì)分子熒光的影響解釋了這些現(xiàn)象。 (4)氯離

4、子加入到甲基橙和銀膠的混合體系中后，體系的光吸收、光致發(fā)光和分子的表面增強(qiáng)拉曼信號(hào)都發(fā)生了改變。由于氯離子的加入引起了膠體的聚沉，由此導(dǎo)致了分子表面吸附覆蓋度的增加，并最終導(dǎo)致分子拉曼信號(hào)的變化，因此得出分子在銀表面的單層吸附是影響拉曼信號(hào)的主要因素。同時(shí)，甲基橙分子單層和多層吸附時(shí)表面增強(qiáng)拉曼信號(hào)的差異表明，主導(dǎo)分子拉曼增強(qiáng)的是電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng)效應(yīng)，而這一增強(qiáng)效應(yīng)在吸附疏松時(shí)較緊密時(shí)要強(qiáng)得多。 (5)隨著甲基橙．銀膠體系pH值的改

5、變，分子的拉曼信號(hào)也呈現(xiàn)出規(guī)律的遞變。酸度值的改變?cè)斐煞肿咏Y(jié)構(gòu)、電荷分布的變化，根據(jù)表面增強(qiáng)選擇定則的分析可知，分子在銀顆粒表面的吸附方式也發(fā)生了改變，從而導(dǎo)致分子與金屬表面的能量轉(zhuǎn)移效率發(fā)生改變，最終導(dǎo)致了體系光譜學(xué)信號(hào)的規(guī)律遞變。 (6)借助不同的化學(xué)還原法制備了表面帶不同電荷的銀膠。當(dāng)分子加入到表面帶電情況不同的銀膠后，兩個(gè)體系的光吸收、熒光、表面增強(qiáng)拉曼信號(hào)都發(fā)生了較大的差別，且兩組信號(hào)相差甚遠(yuǎn)。分析這些光譜信號(hào)發(fā)現(xiàn)，受