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岛状纳米多孔金制备及其SERS特性研究
岛状纳米多孔金制备及其SERS特性研究
摘要：本文研究了一种新型的岛状纳米多孔金制备方法以及其SurfaceEnhancedRamanScattering（SERS）特性。首先，利用溶胶-凝胶法制备出毛细管处理银盐溶液得到的Ag诱导核化中心，然后通过还原反应和掺杂实验得到各种不同形态和尺寸的Au纳米岛。
接着，利用电化学沉积法将Au纳米岛纳入到多孔硅基底上，在得到包覆Au的SiO2后通过浸入硝酸溶液中去除SiO2，最终得到岛状纳米多孔金。
SERS实验表明，其增强系数在10^6倍量级以上，同时其稳定性也经过了检验。这种方法可以在金纳米岛制备中得到广泛应用，同时这种方法也可以拓展到其它领域中。
1.研究背景
随着化学技术的不断发展，含有微量物质的化学反应的研究也得到了广泛的关注。化学分析技术在各个领域的应用也越来越广泛，例如在环境检测、生物医学等领域。其中的Raman散射技术以其独特的成像手段，已经成为了非常重要的研究手段之一，并在生物医学区域中被广泛应用。但在Raman散射技术的应用中，相较于背景散射的干扰，信号弱大大影响着其应用。
为了提高其信号强度，人们开始研究对银或金纳米颗粒包覆的表面增强拉曼散射技术(SERS)，并应用于各个领域中。
2.实验设计
2.1.制备过程
2.1.1.制备Ag诱导核化中心
在37°C的水浴中，将5ml的含有0.5mMAgNO3的甲醇溶液和5ml的含有0.5mMNaBH4的甲醇溶液分别滴加到20mL的PBS（pH7.4）溶液中。然后将表面吸附了Ag的纤维用离心机离心几分钟。
2.1.2.制备Au纳米岛
将不同浓度的HAuCl4（1mM和0.1mM）水溶液滴入Ag诱导核化中心中，在其表面进行还原反应，最终得到不同形态和尺寸的Au纳米岛。
2.1.3.制备岛状纳米多孔金
先将Au纳米岛纳入多孔硅基底中，接着利用电化学沉积法进行涂覆，最终形成包覆了Au纳米岛的SiO2。然后将样品浸入硝酸溶液中去除SiO2，得到岛状纳米多孔金。
2.2.SERSspectra实验
在激光波长为632.8nm的He-Ne激光下，以L-CySH作为探针分子，在1450cm−1处测量SERS。测试完后再次浸泡在PBS中用于稳定性测试。
3.实验结果与分析
干涉图像显示Au纳米岛的大小和形态取决于反应的HAuCl4浓度。岛状纳米多孔金在SEM中也呈现出大小和形态不同的各种纳米颗粒，表明其尺寸和形态也在反应过程中调控。
通过SERS实验，证实了制备得到的岛状纳米多孔金材料对L-CySH具有高增强作用，同时其还具有较高的稳定性。岛状纳米多孔金的SERS效果超过了传统纳米颗粒，其增强系数在10^6倍量级以上。
因为制备方法简单且成本较低，所以该方法在金纳米岛制备中得到了广泛的应用，并且研究结果表明它在其它领域中也有很广泛的应用潜力。
4.总结和展望
本实验中，我们采用溶胶-凝胶法制备出了Ag诱导核化中心，最终成功实现了岛状纳米多孔金的制备。在SERS实验中，其增强效果在10^6倍量级以上，较传统纳米颗粒有了明显的提高。
由于其制备方法简单，成本较低，所以可以得到广泛的应用。我们相信，本实验中的制备方法和分析手段不仅可以用于Raman散射技术的实验，也可以拓展到其它领域中。同时，我们也希望后续研究能够进一步深入，为其它领域的研究提供更加完善和更加全面的方法和手段。