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对称性降低的SiO2/Ag核壳结构纳米粒子的制备及表面增强拉曼活性研究

【医学毕业论文网】【摘要】 采用湿化学还原法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积银膜制备了SiO2核/Ag帽复合纳米结构。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计(UV/Vis)研究和表征了该复合纳米结构的表面形貌、结构及光学性质。所制备的复合纳米粒子表面粗糙,其表面呈现无数纳米级谷粒状结构,SiO2内核粒径为350 nm的银纳米帽的表面等离子共振吸收的2个共振峰分别位于382和689 nm处。以亚甲基蓝作为探测分子研究了SiO2粒径为350和450 nm的SiO2/Ag帽状复合纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性,增强因子分别为3.6×109和3.9×109。结果表明,湿化学还原法制备的SiO2核/Ag帽复合纳米结构是很好的拉曼活性基底。
【关键词】 银纳米粒子; 表面等离子共振; 亚甲基蓝; 表面增强拉曼散射
  1 引 言
金属复合纳米粒子与其单组分金属纳米粒子相比, 具有独特的光学、电学、磁学、力学和催化特性[1~3]。表面等离子体共振特性是金属纳米结构最重要的光学性质之一。金属纳米结构的表面等离子体共振吸收与其形状、尺寸和金属本身的介电常数有关,还与周围介质的折射率等有关。通过调整金属纳米结构的几何形状、尺寸等参数,可以控制其表面等离子体共振波长等重要光学特性。目前,已经制备出了许多不同形状的金属纳米材料,如纳米棒、纳米线、纳米壳等[4~7]。其中以电解质为核、金属为壳的核壳结构纳米材料备受关注。通过剪裁核壳的相对比例,其表面等离子体共振峰可在紫外、可见、近红外甚至红外范围内调谐。帽状纳米粒子是一种对称性降低的核壳复合纳米结构,由于自身的结构特点,对光的响应更敏感。研究发现,对称性降低的核壳金属纳米结构的光学响应对入射光角度具有明显的依赖性,相对于对称的核壳金属纳米结构,其局域电磁场强度明显增强[8]。
贵金属、碱金属以及部分过渡金属被发现具有良好的表面增强拉曼活性,其中以银的增强能力最强。普遍认为表面增强拉曼散射(SERS)效应主要来自
 
 
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