文摘gydF4y2Ba

开发一个简单的方法使用离子液体功能化,实现统一的装饰与金纳米粒子减少氧化石墨烯表。离子液体的合成改性氧化石墨烯是通过共价结合1 - (3-Aminopropyl)咪唑去表。Au纳米粒子的形成机理RGO表提出了负载gydF4y2Ba通过阴离子交换到表面的去表;然后减少gydF4y2Ba盟NPs同时减少表去RGO表通过一个单步过程。盟NPs的存在是由SEM, TEM、XPS。作为一个概念,非盟RGO-supported NPs是表面增强拉曼光谱的应用。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

石墨烯是一个单层的碳原子密集成六角形结构。热,它表现出非凡的电子和机械性能,这使得它成为一个有前途的候选人为各种不同的应用程序(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。氧化剥离的氧化石墨烯是石墨,石墨烯衍生品之一,solution-dispersible是由于基底上的氧官能团轴承飞机和边缘。从化学的角度来看,表面氧功能的存在去一定很有趣,因为他们可以作为化学改性的活跃的网站。因此,就可以被认为是有前途的纳米构件与超高表面积来生成新的纳米复合材料。gydF4y2Ba

最近,伴随着出现的各种石墨烯氧化物/石墨烯氧化物减少(/ RGO)的复合材料或混合材料,不同的方法开发了实现这种整合与其他材料如聚合物/ RGO,量子点和金属/金属氧化物纳米颗粒(NPs) (gydF4y2Ba2gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。例如,福等人报告说,他们利用原位合成方法合成graphene-metal基于纳米颗粒的衍生品,这给表面增强拉曼散射特性(ser) [gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。朱等人构建一个混合三维(3 d)或者组装纳米复合材料薄膜的离子液体(IL)和Pt纳米粒子(PtNPs)改性石墨烯nanosheets [gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

然而,室温离子液体(RTILs),一个高效的系统同构和异构催化的优点,很少使用准备去/ RGO-NPs复合材料(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。在此,我们提出一个简单的方法来制造RGO-Au纳米复合材料,通过使用离子液体作为链接器(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。后实现与功能化离子液体1 - (3-Aminopropyl)咪唑,均匀分布的黄金NPs表面很容易完成RGO表通过减少去的gydF4y2Ba通过阴离子交换阴离子附加在走之前。与其他工作(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba通过使用离子液体),我们选择性地使职能化的羧基离子液体。同时,非盟纳米颗粒将统一共价键。最后,我们得到水溶性RGO-Au纳米复合材料,可作为良好的ser衬底。这个简单的方法合成纳米复合材料将有助于去/ RGO-based纳米复合材料的合成。gydF4y2Ba

2。实验gydF4y2Ba

2.1。材料gydF4y2Ba

天然石墨,1 - (3-Aminopropyl)咪唑、98% HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba,30% HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba高锰酸钾(KMnOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba),无水四氢呋喃(四氢呋喃),N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC)、罗丹明6 g (R6G),氯金酸(HAuClgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba99.9%),NaNOgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba,NaBHgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba,1-bromobutane从Sigma-Aldrich购买和使用。双重蒸馏水是用于水溶液制备和洗涤的过程。gydF4y2Ba

2.2。测量gydF4y2Ba

场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)图像和获得的典型元素的分布(JEOL地产- 6700 f)场发射电子显微镜和能量色散x射线分析仪(EDXA)附件。透射电子显微镜(TEM)分析(JEM 2010 f)上进行了电子显微镜操作在120千伏。拉曼光谱被记录使用WITEC-CRM200拉曼系统。激励源的波长532纳米的激光(2.33 eV)与激光功率低于0.1 mW避免激光加热。x射线光电子能谱(XPS)测量,进行热科学ESCALAB 250。gydF4y2Ba

2.3。氧化石墨烯的合成(去)gydF4y2Ba

被修改过的悍马合成的方法(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。总之,纳米石墨2 g和1.5 ggydF4y2Ba_3gydF4y2Ba加入150毫升98% HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba解决方案在一个瓶浸在冰浴。9 g KMnOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba然后慢慢添加到解决方案,同时混合解决方案是保持的温度低于20°C 2 h,以避免过热和爆炸。混合搅拌后5天,10毫升30% HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba添加到解决方案,以完全与其余KMnO反应gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba,一个亮黄色的解决方案。最后,生成的混合物被3%的HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba然后HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO直到溶液的pH值gydF4y2Ba。去粉冷冻干燥后得到的。gydF4y2Ba

2.4。制备离子液体功能化去(ILGO)gydF4y2Ba

起初,床单和1 - (3-Aminopropyl)咪唑被分散到无水四氢呋喃与声波降解法20分钟。随后,DCC慢慢的解决方案是添加到混合物,和上面的混合物在氮气气氛了6个小时。然后,加入一定量1-bromobutane以上混合物。最后,齐次解大力搅拌在80°C在氮气氛下24小时。产生的化学转换去表(贴上ILGO)随后离心机,用水洗,脱水。gydF4y2Ba

2.5。阴离子交换(GO-AuCl的过程gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

起初,离子液体功能化分散在去离子水,紧随其后的是声波降解法20分钟,然后,水HAuClgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba解决方案随后添加到上面的解决方案。随后,混合物被强烈搅拌24小时。最后,使用去离子水清洗样品几次以去除残留gydF4y2Ba离子。阴离子交换混合物被贴上gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

2.6。制备的复合(RGO-Au)gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba离子和床单被NaBH减少gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba在这一步。gydF4y2Ba离子被减少到金纳米粒子。床单也减少RGO。RGO充当支持稳定的金纳米粒子。纳米复合材料是贴上RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba非盟。gydF4y2Ba

3所示。结果和讨论gydF4y2Ba

的基础上我们的实验过程,解释机制的形成于RGO-Au纳米复合材料,如计划所示gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。先前报道(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba),床单有羰基组基底飞机和边缘。作为锚网站,这些官能团与离子液体(ILGO)共价结合,使随后的阴离子交换。然后,gydF4y2Ba离子附着在表面和边缘表(走gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba )[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。RGO-Au纳米复合材料(RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaAu)合成,通过一步减少。gydF4y2Ba

的形态和RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaAu纳米复合材料研究了透射电子显微镜(TEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)。图gydF4y2Ba1(一)gydF4y2Ba显示,与维度表是几层几微米。图gydF4y2Ba1 (b)gydF4y2Ba是一个代表的TEM图像as-synthesized RGO吗gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaAu纳米复合材料(RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba非盟)。非盟NPs RGO表面均匀分散清晰可见,碳骨架的完整性一直是化学过程后同时。插入的图片显示了非盟的介绍了纳米粒子。测量晶格间距是0.24 nm,接近晶格间距,0.236 nm,(111)大部分金属面心立方(fcc)盟晶体(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行描述去IL功能nanosheets,如图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。类似与他人的工作gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27gydF4y2Ba,gydF4y2Ba28gydF4y2Ba),新在1288厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}源于氮氨基拉伸模式键。同时,新乐队在1633厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}在酰胺羰基ILGO可以分配给拉伸模式。此外,紧身上衣(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba在2849厘米)gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}和2944厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}对应于对称gydF4y2Ba(CHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)和不对称gydF4y2Ba(CHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)的单位。紧身上衣和碳氢键的存在弯曲模式ILGO证明IL单位的嫁接的床单底面。所有这些表明,IL化学附着在表。gydF4y2Ba

的c1 XPS谱去RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba非盟的数据所示gydF4y2Ba3(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba3 (b)gydF4y2Ba。他们都显示了广泛的峰值比石墨gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba),这表明有一些高结合能信号对应于切断物种(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba]。所以我们使用三个著名的山峰以适应c1光谱,可以分配给spgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba- C (~ 285 eV),切断(羟基和环氧树脂,~ 287 eV),和C = O(羧基,~ 289 eV),分别为(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba,gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]。去的c1光谱表明碳物种高度氧化。然而,对于RGO-Au纳米复合材料,降低C = O和C哦结合能在285 ~ 288 eV意味着成功去除外源性化学官能团的减少。XPS测量进行了进一步调查形成的非盟NPs IL-modified走表。图gydF4y2Ba3 (c)gydF4y2Ba介绍了XPS山峰为盟gydF4y2Ba^{3 +gydF4y2Ba}形式的紧身上衣为87.3 (4 fgydF4y2Ba_7/2gydF4y2Ba)和90.3 eV (4 fgydF4y2Ba_5/2gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba),表明非盟gydF4y2Ba^{3 +gydF4y2Ba}物种存在于复合材料。图gydF4y2Ba3 (d)gydF4y2Ba显示了紧身上衣Au4f峰值gydF4y2Ba_7/2gydF4y2Ba和Au4fgydF4y2Ba_5/2gydF4y2Ba与结合能分别为84.3和88.0 eV。这些都是典型值为盟gydF4y2Ba^0gydF4y2Ba(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba),揭示黄金NPs RGO表的形成。减少后,两座山峰的消失在eV(图87.3和90.3gydF4y2Ba3 (d)gydF4y2Ba)表现,没有非盟gydF4y2Ba^{3 +gydF4y2Ba}的形式存在于RGO复合材料。从上面的分析可以看出XPS数据,非盟NPs原位加载到功能化RGO。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba给出了n1 XPS谱RGO-Au纳米复合材料。可以清楚地看到,RGO-Au纳米复合材料显示两位著名的山峰,表明酰胺键和pyrrole-type氮含量官能团(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba,gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]。离子液体分子的成功嫁接的表可以进一步推断。gydF4y2Ba

能量色散x射线分析(EDXA)数据RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba非盟表明RGO表装饰着金纳米颗粒。数据gydF4y2Ba5gydF4y2Ba(一)和gydF4y2Ba5gydF4y2Ba(b)显示RGO的SEM和定量分析gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba非盟。它与非盟(M)进行谱谱线。非盟内容估计有10 - 20%的所有领域。数据gydF4y2Ba5gydF4y2Ba(c)和gydF4y2Ba5gydF4y2Ba(d)显示EDXA平面分布的典型元素RGO表面gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba盟,进一步证实元素C和非盟的存在。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba6gydF4y2Ba的拉曼光谱,ILGO,走了gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba ,RGOgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba盟,揭示两个著名的山峰:D乐队(1346厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})和G带(1597厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba})。它清楚地表明,G和D峰是更广泛的比石墨gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。我们知道更高的障碍在石墨会导致一个更广泛的G带以及广泛的D群相比相对较高强度的G带(gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。D乐队源于双共振(博士)拉曼过程涉及iTO声子和缺陷,而G带源于sp的面内振动gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba碳原子,这是一个双重退化(iTO和LO)声子模式(gydF4y2Ba在布里渊区中心(对称)gydF4y2Ba点)。从图可以看出gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,经过功能化的离子液体,离子交换,增加和减少发生,证明了D G带的强度比(gydF4y2Ba)表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。RGO的G带的位置gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba盟显示红移而去,表明压缩应变弛豫的原始表。此外,RGO G带的礼物由于恢复sp更加突出gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba化学还原处理后碳区域(gydF4y2Ba39gydF4y2Ba]。增加gydF4y2Ba比被认为是意味着微晶尺寸的减少造成的。后去除外源性官能团的化学还原的走表,和重建的大小去网络比原来的小,导致增加gydF4y2Ba比(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba,gydF4y2Ba32gydF4y2Ba,gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

RGO-supported盟NPs可以作为衬底的表面增强拉曼光谱(ser)。罗丹明6 g (R6G)分子,通常探针分子在ser实验中,用于测试这类底物的效率。与非盟RGO NPs首次浸泡在10gydF4y2Ba^6gydF4y2BaM R6G解决方案大约20分钟,用蒸馏水洗净去除那些未被吸收的分子,在空气和干。R6G的SiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ Si衬底,我们下降10gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba米R6G SiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ Si衬底,让它干燥过夜。图gydF4y2Ba7gydF4y2Ba显示在SiO R6G的拉曼光谱gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ Si和RGO-supported盟NPs衬底。没有检测到R6G分子的拉曼信号SiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ Si,由于R6G的低浓度(10gydF4y2Ba^6gydF4y2Ba米)。然而,相同浓度的R6G的拉曼信号RGO-supported盟NPs衬底要有力的多。在我们之前的论文(gydF4y2Ba41gydF4y2Ba),我们报道,非盟/ SLG比非盟更好的衬底电影独自一人:前者给ser增强的分子,能够有效地满足PL背景非盟和分子。玉等人也报告说,可以明显增强graphene-metal /分子绑定,将学习当地化工集团的影响和全球Π-conjugation网络ser的分子(gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]。所以,我们可以说,RGO-supported盟NPs是一个有前途的ser衬底。拉曼群R6G的分配可以在找到gydF4y2Ba43gydF4y2Ba]。几个来自不同位置的光谱RGO-supported盟NPs衬底存在类似的行为。gydF4y2Ba

从图gydF4y2Ba7gydF4y2Ba,它还可以看到SiO R6G的荧光背景gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ Si和RGO-supported盟NPs衬底是明显不同的。相对弱的荧光背景R6G RGO-supported盟NPs衬底上由于共振能量转移从R6G去gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]。相对强的拉曼信号弱的分子荧光背景使RGO-supported盟NPs承诺ser衬底。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

总之,通过prefunctionalizing去imidazolium cation-based离子液体,我们成功地合成RGO表与均匀分布盟NPS与大小小于10纳米。盟NPs RGO单上的形成是TEM、XPS、拉曼和EDXA。减少产品,RGO-supported盟NPs衬底,显示良好的ser效果,证明了使用R6G作为探针分子。这种方法提供了一种简单的方式准备或RGO-metal RGO-noble金属氧化物纳米复合材料,如RGO-Pt RGO-Ag RGO-ZnO, GO-MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba可用于生物传感器,催化,ser应用程序。gydF4y2Ba