文档介绍：苏州大学
博士学位论文
铁氧化物/金核壳粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究
姓名:沈红霞
申请学位级别:博士
专业:物理化学
指导教师:顾仁敖
20090901
铁氧化物/金核壳粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究中文摘要一、超顺磁性核壳粒子的制备及研究表面拉曼增强散射光谱是表面科学中最灵敏的现场谱学技术之一,已被广泛用于表面科学相关的众多领域,其应用领域的有效拓宽直接与活性基底的制备和增强机理的研究密切相关。近年来随纳米科技的快速发展,基底材料的可控合成已成为可能,其增强效应不断提高,检测灵敏度不断提高,但对于复杂机理至今仍没有统一的认识,特别是由于缺乏简单实验模型而使理论研究和实验结果有效关联。基于此,本论文探索了具有特殊形状的复合粒子的制备条件,尝试研究了单个及复合粒子聚集体上的光谱,并以此为研究模型,通过偏振研究和理论模拟将实验结果与理论分析关联,对其机理进行了深入探索。主要研究工作归纳如下:超顺磁性核壳纳米粒子同时具备核的超顺磁性及壳的效应,提高了磁性纳米粒子的分散性和稳定性,在磁场下易富集,金属表面易修饰及功能化,且核壳的功能各自独立,利于拓宽磁性粒子的应用范围。控制条件合成了磁性纳米粒子,以此为核,制备了具有连续壳层的核壳纳米粒子,尝试通过在磁场作用富集吸附探针分子的核壳粒子,从而提高检测灵敏度以及在单组分免疫检测中的应用。研究表明:票傅玫骄哂薪锨看判缘腇纳米粒子,成功地制备超顺磁性的金属核壳纳米粒子。将腁W幼宰樽靶奘蔚紽粒子表面,成为形成壳层的生长种子,最终成功制备超顺磁性的核壳纳米粒子,通过控制盐的量可获得不同壳层厚度的核壳粒子,采用等对核壳粒子进行表征。炒判院丝橇W颖硐殖隽四诤说拇判院屯獠鉇墓庋灾剩勺魑猄应用研究的理想基底。在一定的非均匀磁场作用下,核壳粒子沿磁场运动后聚集,导致溶液中苯硫酚的藕旁銮浚佣商岣咛秸敕肿拥募觳饬槊舳取R源判院丝粒子为标记免疫溶胶,构建“固相抗体一待测抗原一标记免疫溶胶”三明治夹心复合物,用于免疫检测,内核的磁性对抗体抗原的特异性吸附没有影响。铁氧化物,金核壳粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究
二、单个纺锤形核壳粒子上的偏振相关及理论研究基底材料的尺寸及形状对效应的贡献差异极大,具有较大长径比的椭球状颗粒往往表现出理想的增强效应,当入射激光的偏振方向与纳米材料的维度尺寸匹配时可激发最大的,由此产生强的效应。因此若能根据的增强特点与的关系,设计制备一些特殊结构的纳米材料,不仅可以作为理想的底以拓宽的应用范围,同时可作为模型体系,有利于复杂机理的研究。已有偏振相关性研究集中在的粒子之间的耦合作用,对于真正的单个孤立的粒子而言,由于没有粒子问的耦合作用,效应主要来自粒子本身。因此,研究单个粒子的效应可使体系简单化和模型化,有助于深入了解的增强机理。主要结果如下:拇感蜦岷狭四擅装艉湍擅卓堑挠帕继匦裕ü谋淇遣愫穸瓤调谐核壳粒子的光学性质。利用水解法制备得到较大长径比的纺锤形W樱面生长连续壳层后获得春狭W印R员搅蚍游L秸敕肿樱芯苛丝墙峁沽W拥腟вΓ孀臕遣愕暮穸鹊脑黾樱琒强度增强,根据实验结果计算表明核壳结构平均增强因子约为渲饕@醋缘绱懦≡銮ü鼺睦砺勰D饧扑悖砻鞯チW雍退W玉詈媳砻婢钟虻绯【哂刑征分布。计算表明对平行偏振慈肷浼す獾墓獾绯∈噶康姆较蛴肓W映ぶ崞叫惺保艨砍ぶ崮┒送獗砻胬藕抛钋浚杂诖怪逼即入射激光的光电场矢量的方向与粒子长轴垂直时,,所得到的拉曼强度较弱,约是平行偏振最大值的。2煌角度下单粒子表面局域电场的最大值与挠嘞液乃拇畏角呶呛稀这为预见各向异性粒子的偏振相关光谱提供理论依据。状位竦昧说ジ龇拇感蜦W颖砻嫫裣喙豐馄祝猄机理研究提供实验依据和理论模型。实验发现单粒子表面的信号随着入射激发光的偏振方向改变而变化。当偏振方向沿粒子的长轴方向时信号最强;而当偏振方向转过毙藕抛钊酰庥隖砺奂扑憬峁疽恢隆邮笛樯峡疾斓チW颖砻鍿вΦ姆植记榭觥=。中文摘要铁氧化物,金核壳粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究
三、多枝状纺锤形核壳粒子的制备及研究四、瓸在表面的光谱的理论研究信号在粒子表面不同位置的强度存在明显差别。单位面积上的信号强度在最强处与最弱处约差个数量级。在确定的激发光下,单个各向异性粒子上的增强的热点主要分布在尖端ぶ岫说附近,而短轴方向两端处效应较弱。若考虑增强主要为电磁场增强的尖端效应,则单个纺锤形粒子尖端的电磁场增强约为垂直方向的叮庥肜砺勰D獾慕峁恢隆通过对单个纺锤形粒子的偏振实验研究,并结合的理论计算,—芯恳约笆Ы馕龆許绱懦≡銮康募舛诵в碜隽私徊降奶讨和认识。在纺锤形基础上形成多枝状粒子可望利用多枝间的耦合作用进一步提高粒子的活性,丰富机理研究的模型。通过问接方法控制合成了多枝状纺锤形核壳粒子,