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电化学体系中表面增强拉曼散射研究

作　者: 王金文
导　师: 王卫宁；方炎
学　校: 首都师范大学
专　业: 光学
关键词: 表面增强拉曼散射(SERS) 紫外(UV) 拉曼光谱银电极金电极纳米银颗粒吸附行为
分类号: O657.37
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

表面增强拉曼光谱(SERS)技术是当今最灵敏的现场研究表面吸附和界面反应的现场谱学技术之一，把谱学方法与常规电化学方法相结合的谱学电化学是在分子水平上现场表征和研究电化学体系的新技术，它在研究电极表面吸附分子物种的取向和键接，鉴定参与电化学过程的分子物种等方面有突出优势并且取得了引人注目的成果。拉曼光谱以光子为探针，是研究表面物理、化学结构和性质的有力工具。紫外拉曼光谱更是以其灵敏度高、能够避开荧光干扰以及产生共振拉曼效应等优势引起了人们的普遍重视。本文以对硝基苯甲酸分子作为吸附分子，利用紫外拉曼光谱检测到金电极表面可见和近红外激发下无法获得的高质量的表面拉曼信息。研究发现，紫外激发下对硝基苯甲酸在金电极上的表面拉曼光谱对电极电位有强烈的依赖性；随电极电位的负移，表面拉曼谱峰发生了显著的变化，并且各个谱峰变化的趋势并不相同。分析表明，此现象主要是对硝基苯甲酸在紫外区的共振效应及其与金原子间的电荷转移效应共同引起的。对于一些难溶或不溶于水的物质来说，在水体系中进行SERS研究则会遇到困难，另一些即使能溶于水的电活性物质在水体系有限的电位区间内，其氧化还原性质也得不到充分的研究，但如果选择合适的有机溶剂，则可不受水体系中析氢与析氧的限制而扩大电位研究区间，顺利完成对这一类氧化还原过程的研究。因此，拓宽表面增强拉曼光谱至非水体系，获得该体系中金属或电极表面吸附分子的构型、取向及键合等信息，对于弥补传统电化学技术的不足、提供分子水平的证据具有十分重要的意义。本文将邻硝基苯甲酸溶解在乙醇中，在可见光的激发下，在银电极表面获得了较为理想的临硝基苯甲酸的SERS光谱。 SERS作为一种有力的探测研究物质表面的工具，自发现以来就获得了极其广泛的应用。已成功的在金、银、铜等贵金属纳米颗粒上获得了SERS。但是，由于铁是活泼的过渡金属，空气中极易被氧化，因此实验中用纯铁作为增强基底获得被研究分子的SERS光谱是比较困难的。本文利用铁作为电极，用电沉积的方法使得锌离子，硒离子和铁离子沉积在不锈钢片上，在不锈钢片上沉积生成了一层膜状体。然后利用可见光作为激发光源，获得了该膜状结构的表面增强拉曼散射(SERS)光谱，实现了在金属铁上的表面增强拉曼散

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
引言  9-11
综述部分  11-42
  第一章谱学电化学  12-17
    1.1 谱学电化学简介  12-13
    1.2 谱学电化学应用  13-15
    1.3 谱学电化学的进展及发展趋势  15-17
  第二章紫外拉曼光谱  17-29
    2.1 拉曼简介  17-18
    2.2 拉曼散射的量子理论  18-22
    2.3 紫外拉曼的优势  22-29
  第三章表面增强拉曼光谱  29-42
    3.1 SERS简介  29
    3.2 SERS的理论模型  29-36
    3.3 电化学体系中的SERS  36-37
    3.4 SERS光谱的实验特性  37-39
    3.5 SERS的主要应用  39-42
实验研究部分  42-65
  第一章对硝基苯甲酸水溶液随电位变化的紫外拉曼散射研究  43-52
    1.1 引言  43-44
    1.2 实验部分  44-45
    1.3 结果与讨论  45-50
    1.4 结论  50-52
  第二章可见光激发下邻硝基苯甲酸的表面增强拉曼散射研究  52-59
    2.1 引言  52-53
    2.2 实验部分  53
    2.3 结果与讨论  53-57
    2.4 结论  57-59
  第三章电化学方法在电极表面上生长ZNSE晶体的SERS研究  59-65
    3.1 引言  59-60
    3.2 实验部分  60
    3.3 结果与分析  60-63
    3.4 结论  63-65
结论部分  65-67
攻读硕士期间论文发表情况  67-69
致谢  69

电化学体系中表面增强拉曼散射研究

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