苏州大学材料与化学化工学部, 江苏 苏州 215123
贵金属纳米结构表面等离激元共振(SPR)因其广泛的用途而备受关注, 它不仅可以催化某些特殊的表面反应, 同时还能产生表面增强拉曼散射效应(SERS), 极大增强分子的表面拉曼信号, 因此两者结合后可在纳米结构表面采用SERS光谱跟踪SPR催化反应。 目前此类研究主要集中在氮氮(N=N)偶联, 因此亟待拓展SPR反应种类及提高催化活性和效率。 采用SERS光谱研究邻巯基苯甲酸(OMBA)分子在金纳米粒子单层膜(Au MLF)表面的脱羧行为。 通过气液界面组装法制备“热点”分布均匀的金纳米粒子单层膜, 以此作为基底, 探讨了溶液pH值、 激光功率及激光照射时长对该基底表面脱羧反应的影响。 研究结果表明, 吸附在Au MLF表面的OMBA分子在表面等离激元驱动下碱性和中性介质中发生脱羧基反应, 生成苯硫酚(TP), 且碱性中反应活性大于中性溶液。 在酸性介质中几乎不发生脱羧反应。 较强的激光功率, 脱羧反应的活性越高; 产物SERS强度的增加与激光照射时间成线性关系, 时间延长可提高脱羧反应的产率。 这为拓展SPR驱动的光催化反应及深入理解其反应机理提供了实验依据。
表面等离激元共振 表面增强拉曼光谱 催化脱羧 邻巯基苯甲酸 金纳米粒子单层膜 Surface plasmon resonance (SPR) Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) Catalyzed decarboxylation Ortho-mercaptobenzoic acid Au nanoparticles monolayer film 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3153
1 苏州大学材料与化学化工学部, 江苏 苏州 215123
2 上海石化工业学校化工科, 上海 201512
借助水/油两相界面自组装形成致密排列且有序稳定的Au@ SiO2单层膜,通过膜层层转移到固相基底的方法制备了具有不同纳米粒子层数的SERS基底,成功在同一硅片上制备了六层Au@SiO2纳米粒子膜,研究了不同膜层数与SERS信号的关系,结合SERS成像技术可测定纳米粒子膜在基底上的层数.通过改变探针分子在多层纳米粒子膜上的位置,研究了纳米粒子膜间的耦合增强效应.研究表明,同一层膜表面探针分子的SERS信号分布均匀,随膜层数的增加,SERS信号明显增强,当膜层达到第五层时探针分子的SERS信号最强,之后几乎保持不变,说明SERS信号主要来源于表层的五层纳米粒子膜,位于五层以下纳米粒子对SERS效应并没有贡献.固定探针分子仅吸附于底层纳米粒子表面,当再覆盖一层裸露纳米粒子膜后,SERS信号达到最大,其主要源于热点的增强作用占主导地位,而覆盖至第三层时,SERS信号反而出现微小减弱,这是由于多层的Au@SiO2纳米粒子膜影响了激发光以及信号的传播,但粒子间产生的耦合效应仍对底层的探针分子起增强作用,当覆盖至五层Au@SiO2膜后,探针分子SERS信号完全消失,由此说明纳米粒子单层膜控制在三层以内可有效检测底层及以上所有纳米粒子上吸附分子的SERS信号,该结果为制备理想SERS基底提供了实验依据。
单层纳米粒子膜 表面增强拉曼光谱 耦合效应 探针 Au@SiO2 Au@SiO2 Nanoparticles monolayer film Surface enhanced Raman spectroscopy Coupling effect Probe 光谱学与光谱分析
2015, 35(5): 1262
