Ag微纳材料的制备….doc

材 料 加 工 新 技 术 ----无机非金属材料 课 程 大 作 业 学生姓名 学生学号 专业方向 研究生导师 2015年 12月 26日 Ag微纳材料的制备 摘要：随表面增强拉曼散射（SERS）光谱是基于金属表面等离子共振的最主要的应用之一。通过仔细地分析拉曼光谱谱线的数目、位置和强度等参数可以获得分子结构的大量信息。拉曼光谱在物质分子结构研究中发挥了极其重大的作用，但是正常的拉曼光谱强度普遍很弱，这使得拉曼光谱难以广泛使用。随着微纳技术的发展和应用，表面增强拉曼光谱应运而生，极大地拓宽了拉曼光谱的应用领域。 SERS效应是发生在粗糙金属表面上的孔洞或者间隙中的非常局限性的物理现象，对金属本身的介电常数和金属表面的形貌有着特别的要求。要想得到较强的拉曼信号增强效果，就必须选择合适的金属种类，除此之外还必须选择合适的激发光频率使其与SERS基底材料表面的等离子体的共振频率一致。 金属表面的等离子体的共振频率与金属的元素种类、纳米粒子的大小和形状密切相关。经过几十年的研究，人们发现在可见光范围内，Ag微纳米材料的表面增强效应最强。正因为Ag微纳材料在SERS上的应用，Ag微纳米材料的研究成为了一个热点 关键词：表面增强拉曼散射；微纳米材料；等离子共振 1应用在SERS上微纳米材料的发展状况 我国厦门大学的田中群院士研究小组在过渡金属（Pt和Ni）微纳材料在SERS的应用做了许多的工作。金和银溶胶是目前应用最多的SERS基底，已经有研究表明，通过有意识地聚集Au纳米粒子，可以大大地提升其SERS性能。 Zhang等研究了Au纳米粒子聚集体系使罗丹明6G（R6G）的SERS光谱产生很高的增强效果，其增强因子可达107~109，而且他们还成功观察了Au纳米粒子聚集体系对多种生物分子都具有很强的SERS活性。 Xu等通过计算结果表明，两个相距1nm的纳米球体可产生增强因子达1010的电子增强。 Brus等在试验中发现在两个或三个Ag纳米粒子的连接处能产生增强的SERS效应。 1 .1 Ag微纳材料在作为SERS基底材料中存在的问题 表面增强拉曼散射（SERS）是发生在粗糙表面上（纳米级）的空洞或者间隙中非常局限性的现象，它能够灵敏的检测吸附在金属微纳米材料基底上的分子，提供大量的分子结构信息，因此它被认为是一种方便、高效的分析手段和表面研究技术，在分析检测、化学、物理、生物医学等领域得到广泛的应用。银纳米材料被认为是最好的SERS基底材料，而银纳米材料的SERS性能与材料的形状、尺寸、结构等信息因素信息相关。但是目前对银纳米材料的形貌可控制备的研究还存在许多不足之处，有待研究者继续研究。 1 .2 改善途径 通过在原有制备纳米材料的技术的基础上，进行工艺和技术的部分创新，来制备Ag微纳米材料，又通过XRD，FESEM等技术手段，对用改造后的新工艺制备出的Ag微纳米材料进行了表征，研究了其表面形貌的可控程度以及其作为SERS基底材料的性能 2 Ag微纳米材料的制备过程 2.1Ag微纳米材料制备方法 （1）水溶液法制备花状银微纳米材料 （2）溶剂热法制备立方银微纳米次材料 （3）利用氧化铝模板制备银微纳米材料 2 .2溶液法制备花状银微纳米材料实验过程 2.2.1实验原料 硝酸银（AgN03）、抗坏血酸（C6H8O6，简称AA）、硝酸（HNO3）、二水合柠檬酸三纳（Na3C6H5O7(2H2O）、乙醇（C2H5OH）均为分析纯，购自国药集团上海化学试剂有限公司。实验中使用的水均为去离子水 2.2.2实验器材 BSA124S型电子天平；HJ-3恒温电子搅拌器，江苏金坛市中大仪器厂；X射线粉末衍射（XRD）图用Philips X Pert Pro X-ray衍射仪测定（(=1.54056(）；扫描电镜（SEM）图片用QUANTA200FEG型环境扫描电镜拍摄；透射电镜（TEM）；高分辨透射电镜（HRTEM）、选区电子衍射（SAED）图片用JEM-2010型透射电镜拍摄；表面增强拉曼散射（SERS）光谱用Thermo Nicolet Almega XR 共聚焦拉曼显微光谱仪测定，激光波长为532nm。 2.2.3花状银微纳米材料的制备过程 在室温条件下，7.5*10-4mol的硝酸银与8.5 *10-4mol二水合柠檬酸三纳用50mL的去离子水溶解于烧杯中。磁力搅拌5min后，向烧杯中逐滴加入硝酸，并把反应体系的PH值调至3.5。继续搅拌10min后，向上述溶液中逐滴加入50mL7.3*10-3M的抗坏血酸溶液。滴完再继续搅拌5min,结束反应。产物用离心分离的方法收集。 2.2.4实验结果表征与分析 图2.2.1 产物的XRD花样 产物的X射线粉末衍射花样如图2.2.1 所示。X射线衍射花样与04-