文摘

电沉积的银纳米粒子合成ultradilute Ag)+电解液浓度下高过电压。作为准备Ag纳米颗粒,大小从20到30 nm,排列有序,形成树突形态。这种特殊的枝状纳米结构的形成可以导致了相对较高的增长率和优先发展方向 由于高过电压,以及相对少量的Ag)+单位时间内离子到达Ag)晶体表面由于ultradilute Ag)+浓度。表面增强喇曼散射(ser)实验表明,和树突Ag纳米颗粒具有高ser性能,可以用作实际ser候选人衬底应用检测若丹明6 g分子。

1。介绍

表面增强拉曼散射(ser)是一种技术,可以确定一个增强的拉曼信号拉曼活性剂分子时接近一个适当的金属衬底表面(1]。最近这种技术已经发展成为一个有价值的工具,用于化学和生物传感由于其高水平的敏感性和光谱精度高(2- - - - - -4]。拉曼信号放大取决于电磁增强和化学起源于分子之间的相互作用和金属纳米结构的活性衬底(5,6]。先前的研究已经表明,货币金属,特别是Ag),通常提供了一种强大的ser增强比碱金属或过渡金属,因为这些设计的金属的表面等离子体共振可以有效地兴奋的可见光(7- - - - - -9]。因此,纳米Ag)是重要的候选人实际ser应用程序。通常贵金属纳米粒子的独特的物理和化学性质是高度依赖于它们的大小,形状,和环境的粒子10]。因此,重视被指向的控制贵金属纳米颗粒大小、粒径分布、和他们的形态。到目前为止,许多SERS-active Ag)基质的制备方法都进行了广泛的探索为了获得高的基质增强能力和稳定性(11- - - - - -13]。这里我们报告新合成排列树突Ag纳米粒子通过一个简单的电镀方法及其应用程序作为ser衬底。

2。实验的程序

树突Ag纳米粒子是通过电化学沉积方法在室温下合成的。经典三电极设置(Iviumstat电化学分析仪,Ivium技术)是用来进行电化学实验。所有化学品都是试剂级,使用前未经纯化。高度稀释Ag)2所以4的纳米结构被用来保证as-deposited产品和电镀溶液的pH值调整通过添加H2所以4保持一个合适的导电性。ITO玻璃上被用作工作电极上沉积纳米Ag)。silver-silver氯电极被选为参考和纯Pt表位置平行于ITO玻璃柜台被用作电极。用盐桥细胞和参比电极之间。

的微观结构和纳米Ag)检查了日立s - 4800扫描电子显微镜(SEM)配备了一个x射线能量色散谱(EDX)。表面增强拉曼散射测量从400到1700厘米−1在室温下,布鲁赫VERTEK 70 514.5 nm氩离子激光拉曼光谱仪。激光功率集中在样品50 mW,收购时间是1秒。罗丹明6 g (R6G)作为探针分子,被溶解成纯净水(18.2米 )。ser测量之前,伊藤眼镜与树突Ag纳米颗粒沉积是沉浸在足够的分子吸附的解决方案2 h,然后在空气干燥4小时。

3所示。结果与讨论

我们已提前报道,贵金属纳米结构可以通过电沉积的方法在一个高度稀释的解决方案与一个特殊的沉积机制(14]。as-deposited纳米贵金属的形状可以通过调优控制沉积潜力。在这项研究中,我们首先研究了Ag纳米结构在不同电位的电沉积在混合电解质组成的0.5毫米Ag)2所以4和1 M H2所以4在nanopure去离子水。图1显示了Ag纳米结构的形貌沉积在不同的潜力。如图1(一)沉积电位的0 V, Ag)粒子形成的大小~ 1μm。更多的负电位(−0.1 V),竹节状Ag)棒的直径~ 300海里形成,如图1 (b),这意味着首选Ag)晶体的生长。的超电势−0.25 V,树突Ag纳米结构的尺度~ 200海里了,如图1 (c)。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图1
Ag纳米结构的扫描电镜显微照片存入0.5毫米Ag)2所以4在不同的潜力:(a) 0 V, (b)−0.1 V, V (c)−0.25。

然后Ag纳米结构电化学沉积在稀溶液。Ag)的浓度2所以4减少到0.2毫米。图2显示了扫描电子显微镜照相术Ag纳米结构电化学沉积的过电压−0.25 V。羽毛的Ag)树枝状纳米结构,如图2(一个)。EDX结果(图2 (b))确认的Ag纳米结构只是Ag)组成。高倍率扫描电镜显微照片(图2 (c))表明,一个Ag树突由许多subdendrites组成。图2 (d)显示了一个ultra-high-magnification Ag sub-dendrite的SEM显微照片。它清楚地表明,一个Ag subdendrite由Ag纳米粒子与~ 30 nm的大小,排列成一个树突形态。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图2
的扫描电子显微镜照相术Ag纳米结构电化学沉积在0.2毫米Ag)2所以4−0.25 V的过电压:(a)低放大,(b) EDX结果,(c)高放大率和(d)超高放大。

这种特殊的枝状纳米结构的形成可以导致ultradilute中的电化学沉积机制的解决方案。沉积电位的−0.25 V,过电压比的标准电极电位负Ag) ( V)。在此沉积电位Ag)晶体应该有一个相对较高的增长率和优先发展方向 (14]。然而,Ag)+在电解质非常稀释;因此Ag) +离子的数量单位时间内到达Ag)晶体表面很小。在到达Ag)+有足够的时间来寻找协调网站降低表面能。因此球形Ag纳米颗粒形成。它可以得出结论,排列树突状纳米结构的形成是由于高过电压和ultradilute Ag)+浓度。

图3显示了R6G分子的ser频谱树突Ag纳米颗粒。R6G溶液的浓度是10−10M。可以看出,ser强度相对强劲,这意味着这些树突Ag纳米粒子有可能发现更多的稀释R6G的解决方案。人们普遍认为,爵士是一个高度异构过程由于地方增强在某些“热点”来自于纳米结构(15]。树突Ag纳米颗粒,每个Ag纳米有序的位置和相对固定;因此Ag纳米粒子的聚合不能发生。这些排列Ag纳米颗粒作为“热点”,捕捉这些连接的分析物,导致高ser活动。它确认好了树突Ag纳米粒子可以作为高性能的基质实际ser应用程序检测R6G分子。


图3
R6G分子的光谱ser树突Ag纳米颗粒。

4所示。结论

总之,电沉积的银纳米粒子合成ultradilute Ag)+电解液浓度下高过电压。和树突Ag纳米颗粒具有高ser性能,可以用作实际ser候选人衬底应用检测若丹明6 g分子。

确认

这项工作是财务基础研究基金支持的国防科技大学,国家重点实验室研究基金的氯氟化碳(批准号9140 c820301110c8201),中国国家自然科学基金(批准号51372274)。