CN104122244A - 金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用 - Google Patents

金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104122244A
CN104122244A CN201310148729.9A CN201310148729A CN104122244A CN 104122244 A CN104122244 A CN 104122244A CN 201310148729 A CN201310148729 A CN 201310148729A CN 104122244 A CN104122244 A CN 104122244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gold
enhanced raman
surface enhanced
composite particle
application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310148729.9A
Other languages
English (en)
Inventor
薛涛
姚琲
李轩
林奎
房东玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201310148729.9A priority Critical patent/CN104122244A/zh
Publication of CN104122244A publication Critical patent/CN104122244A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明公开了金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用，使用经过二次蒸馏纯化的苯胺单体与氯金酸溶液在冰浴并搅拌的条件下进行反应，反应24h后得到黑色产品，产物经真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h即可。将制备的纳米粒子用于表面增强拉曼光谱中，可实现罗丹明的低浓度检测。

Description

金-聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用
技术领域
本发明涉及材料检测领域，更加具体地说，涉及一种金—聚苯胺纳米复合粒子及其在表面增强拉曼光谱中的应用。
背景技术
贵金属纳米颗粒,其性质对形貌有明显的依赖关系。比如，不同形貌的金、银纳米颗粒有着独特的光散射性质、高度对称的球形纳米颗粒只表现出单个的散射峰,而具有各向异性形貌的纳米颗粒,比如棒、三角锥、和立方体等形状的纳米颗粒则由于在角和边等处高度局域的电荷极化而在可见光范围内表现出多个散射峰。控制纳米颗粒的形貌是一个很好的调控其光学性质的途径。
以纳米颗粒为构筑基元，制备较大尺度上的有序结构，这是当代胶体和材料化学领域的一个重要课题。实现纳米颗粒有序排列的方法有很多种，这些方法大体上可以分为两类：一是通过施加一个外在的约束或者提供一个平台以实现纳米颗粒的有序排列；一是在纳米颗粒之间引入某种力，比如疏水相互作用、静电相互作用等等，这些力在合适的条件下能够使纳米颗粒形成有序排列。
纳米复合材料是随着纳米科技的发展而涌现出的一类新型纳米材料，由两种或两种以上性质不同的材料，通过各种方法复合而成。通过单一组分材料的复合，可制备出性能优异的纳米复合材料，从而满足各种特殊用途的需要。由于在催化、光学、电学、磁学等方面表现出许多奇异的性质，纳米复合材料现已引起人们广泛关注。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种金—聚苯胺纳米复合粒子及其在表面增强拉曼光谱中的应用，该材料表现出良好的环境稳定性，以及出色的拉曼光谱表面增强效果，可用于痕量探针分子的灵敏检测。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
一种金－聚苯胺纳米复合粒子的制备方法，采用经过二次蒸馏纯化的苯胺为原料，按照下述步骤进行：
（1）将苯胺单体滴入去离子水中，超声分散15min后，冰浴待用；
（2）将氯金酸溶液加水稀释，于冰水中预冷后，加入步骤（1）制备的苯胺水溶液；
（3）将整个反应在冰浴并搅拌的条件下进行，反应24h后得到黑色产品，产物经0.22微米的真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h。
所述苯胺单体和氯金酸的摩尔比为（1：1）—（1：4）。
所述步骤（1）中苯胺单体的水溶液体积和步骤（2）中稀释后的氯金酸体积相等。
所述步骤（2）中氯金酸溶液的浓度为0.01mol/L。
具体来说，可选择如下：将0.1826ml苯胺单体滴加入10ml的去离子水中，超声分散15min后，冰浴待用。将提前配好的0.01mol/L的氯金酸溶液量取3.25ml，加水稀释至10ml，于冰水中预冷后，加入苯胺水溶液，整个反应在冰浴并搅拌的条件下进行。反应24h后得到黑色产品，产物经0.22微米的真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h。
由附图中SEM图片中可以看到成高尔夫球形的复合纳米粒子，尺寸为200-500nm，并在表面上分布有尺寸微/纳米级的孔。Au/PANI纳米复合粒子的低倍数TEM图中我们可以看出，基本呈现类球形，相对较均匀，大致尺寸为200-500nm；这跟SEM图片的结果是一致的。并可以看出Au/PANI复合纳米球实际上是由径长10-20nm的复合纳米棒组装而成的。在Au/PANI纳米复合颗粒的高分辨投射电子显微镜照片中，可以很清楚地看到Au纳米颗粒和PANI是共存的，包覆在外面的无定形的部分为PANI，而可观察到清晰二维晶格的部分是Au纳米颗粒，证实了Au纳米晶的生成。在复合物纳米颗粒的选区电子衍射图中，可以很清楚的观察到多层的衍射环，由此可以说明制备所得的Au纳米颗粒为多晶结构。高尔夫球状Au/PANI纳米复合物的XRD图。聚苯胺是非晶态的，只有在2θ为20-32°有一个较宽的峰，是由于平行于聚合物链的周期性引起的。而在蒲公英状Au/PANI纳米复合物的衍射图中除了这个峰以外，在2θ为38.160°，44.400°，64.682°，77.761°处出现了几个衍射峰，分别对应着面心立方Au的(111)、(200)、(220)、(311)晶面。
将制备的PANI/Au复合纳米粒子洗涤干净之后，重新溶解于去离子水中，取25μL该溶液滴到一块硅片上(4mm×4mm)，在空气中干燥之后作为表面增强拉曼散射（SERS）的衬底，将该衬底浸入1×10-7M的R6G（罗丹明）水溶液中，一小时后取出，用去离子水冲洗后在空气中干燥。拉曼谱测量采用的是共聚焦拉曼系统，激发光是532纳米的掺钕的钇铝石榴石激光器，采用50倍物镜观察，光斑大小大约为2微米，所有拉曼谱的收集时间均为10秒。
对于罗丹明B来说，其中1649、1508、1358，1280cm-对应的尖峰被认为是与苯环相关的C=C双键伸缩振动；623cm-对应的峰位是C-C-C键振动引起的；787-1130cm-1之间的峰位被认为是由于C-H键振动引起的；1183cm-1处尖峰的认为是苯环面内外的变形振动引起的；1530cm-1处尖峰一般也认为是由于C-H键震动引起的。本实验是为了检测更低浓度的罗丹明，所以只采用罗丹明B才有的且较明显的峰位作为表征峰，主要以1648cm-1代表与苯环相关的C=C双键伸缩震动，及623cm-1对应的C—C—C键作为表征峰。如附图6所示，为浓度10-7M的罗丹明溶液的拉曼光谱图，该图表明其特征峰623和1647cm-1较为尖锐，清晰可见；在附图7中，未作表面增强处理的Si片在10-3M的罗丹明溶液的拉曼光谱图，其623和1647cm-1均未能够检测出。
本发明通过改变实验条件，控制和优化材料的组成和结构，调控好聚苯胺/金纳米复合材料的形貌，得到高环境稳定性及高灵敏度的导电高分子/贵金属纳米粒子，考察其在拉曼表面增强方面的增强活性，具有优良的效果，可实现R6G的低浓度检测，对于探针分子的痕量检测具有现实意义境领域，同时对于贵金属形貌控制的理论研究，也具有相应的理论意义。
附图说明
图1是本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子的扫面电镜照片（1）（FEI Nanosem 430场发射扫描电子显微镜）。
图2是本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子的扫面电镜照片（2）（FEI Nanosem 430场发射扫描电子显微镜）。
图3是本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子的投射电镜照片（FEI Tecnai G2 F20场发射透射电子显微镜）。
图4是本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子的电子衍射照片（FEI Tecnai G2 F20场发射透射电子显微镜）。
图5是本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子的XRD谱线（RIGAKU D/MAX 2500 X射线衍射仪）。
图6是利用本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子进行表面处理的硅片的拉曼光谱图（浓度为10-7M的罗丹明溶液，雷尼绍（RENISHAW）InVia reflex激光共聚焦显微拉曼光谱仪）。
图7是未利用本发明制备的PANI/Au复合纳米粒子进行表面处理的硅片的拉曼光谱图（浓度为10-3M的罗丹明溶液，雷尼绍（RENISHAW）InVia reflex激光共聚焦显微拉曼光谱仪）。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。实验用苯胺均经过二次蒸馏纯化。
实施方式1
将0.1826ml苯胺单体滴加入10ml的去离子水中，超声分散15min后，冰浴待用。将提前配好的0.01mol/L的氯金酸溶液量取3.25ml，加水稀释至10ml，于冰水中预冷后，加入苯胺水溶液，整个反应在冰浴并搅拌的条件下进行。反应24h后得到黑色产品，产物经0.22微米的真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h。
将上述方法所制备的PANI/Au复合纳米粒子洗涤干净之后，重新溶解于去离子水中，取25μL该溶液滴到一块硅片上(4mm×4mm)，在空气中干燥之后作为SERS的衬底"将该衬底浸入1×10-7M的R6G水溶液中,一小时后取出，用去离子水冲洗后在空气中干燥。拉曼谱测量采用的是共聚焦拉曼系统，激发光是532纳米的掺钕的钇铝石榴石激光器，采用50倍物镜观察，光斑大小大约为2微米，所有拉曼谱的收集时间均为10秒。
实施方式2
将0.1826ml苯胺单体滴加入10ml的去离子水中，超声分散15min后，冰浴待用。将提前配好的0.01mol/L的氯金酸溶液量取6.50ml，加水稀释至10ml，于冰水中预冷后，加入苯胺水溶液，整个反应在冰浴并搅拌的条件下进行。反应24h后得到黑色产品，产物经0.22微米的真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h。
将上述方法所制备的PANI/Au复合纳米粒子洗涤干净之后，重新溶解于去离子水中，取25μL该溶液滴到一块硅片上(4mm×4mm)，在空气中干燥之后作为SERS的衬底"将该衬底浸入1×10-7M的R6G水溶液中,一小时后取出，用去离子水冲洗后在空气中干燥。拉曼谱测量采用的是共聚焦拉曼系统，激发光是532纳米的掺钕的钇铝石榴石激光器，采用50倍物镜观察，光斑大小大约为2微米，所有拉曼谱的收集时间均为10秒。
实施方式3
将0.,1826ml苯胺单体滴加入20ml的去离子水中，超声分散15min后，冰浴待用。将提前配好的0.01mol/L的氯金酸溶液量取13.00ml，加水稀释至20ml于冰水中预冷后，加入苯胺水溶液，整个反应在冰浴并搅拌的条件下进行。反应24h后得到黑色产品，产物经0.22微米的真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h。
将上述方法所制备的PANI/Au复合纳米粒子洗涤干净之后，重新溶解于去离子水中，取25μL该溶液滴到一块硅片上(4mm×4mm)，在空气中干燥之后作为SERS的衬底"将该衬底浸入1×10-7M的R6G水溶液中,一小时后取出，用去离子水冲洗后在空气中干燥。拉曼谱测量采用的是共聚焦拉曼系统，激发光是532纳米的掺钕的钇铝石榴石激光器，采用50倍物镜观察，光斑大小大约为2微米，所有拉曼谱的收集时间均为10秒。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用，其特征在于，所述金－聚苯胺纳米复合粒子尺寸为200—500nm，基本呈现类球形由径长10—20nm的复合纳米棒组装而成的，金纳米颗粒和聚苯胺共同存在；
采用经过二次蒸馏纯化的苯胺为原料，按照下述步骤进行：
（1）将苯胺单体滴入去离子水中，超声分散15min后，冰浴待用；
（2）将氯金酸溶液加水稀释，于冰水中预冷后，加入步骤（1）制备的苯胺水溶液；
（3）将整个反应在冰浴并搅拌的条件下进行，反应24h后得到黑色产品，产物经0.22微米的真空滤膜真空抽滤后，将滤饼分别用去离子水、乙醇、丙酮洗涤，直至滤出液无色后，最后于60℃真空干燥24h；在表面增强拉曼光谱中实现对罗丹明水溶液的低浓度检测。
2.根据权利要求1所述的金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用，其特征在于，所述苯胺单体和氯金酸的摩尔比为（1：1）—（1：4）。
3.根据权利要求1所述的金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用，其特征在于，所述步骤（1）中苯胺单体的水溶液体积和步骤（2）中稀释后的氯金酸体积相等。
4.根据权利要求1所述的金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用，其特征在于，所述步骤（2）中氯金酸溶液的浓度为0.01mol/L。
5.根据权利要求1所述的金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用，其特征在于，所述罗丹明水溶液的低浓度为10-7M。
CN201310148729.9A 2013-04-25 2013-04-25 金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用 Pending CN104122244A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310148729.9A CN104122244A (zh) 2013-04-25 2013-04-25 金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310148729.9A CN104122244A (zh) 2013-04-25 2013-04-25 金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104122244A true CN104122244A (zh) 2014-10-29

Family

ID=51767740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310148729.9A Pending CN104122244A (zh) 2013-04-25 2013-04-25 金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104122244A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106947078A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 吉林大学 一种椭圆形导电聚合物/贵金属复合纳米材料、制备方法及其应用
CN107243626A (zh) * 2017-04-05 2017-10-13 厦门稀土材料研究所 银纳米棒的合成以及基于其制备表面增强拉曼光谱基底
CN108375564A (zh) * 2017-07-03 2018-08-07 天津大学 自支撑层状材料MXenes的制备方法及其作为拉曼基底的应用
CN110791090A (zh) * 2019-10-11 2020-02-14 杭州师范大学 宏观大面积二维双响应高等离子体敏感性开关聚苯胺@金纳米颗粒核壳结构单层膜
CN111855635A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 天津大学 MXenes—金纳米复合材料及其制备方法和作为拉曼基底的应用
CN112697772A (zh) * 2020-12-14 2021-04-23 中国科学院地质与地球物理研究所 一种基于显微共聚焦激光拉曼进行石榴石物源示踪的方法
CN116288295A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 河南科技大学 一种长度和表面粗糙度可调节的Au钉子及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1667021A (zh) * 2005-03-23 2005-09-14 南京大学 聚苯胺纳米结构的可控合成方法和用途
US6977050B1 (en) * 2003-04-07 2005-12-20 Polyone Corporation Synthesis of lignosulfonic acid-doped polyaniline using transition metal ion catalysts
CN101566571A (zh) * 2009-06-03 2009-10-28 哈尔滨工业大学 连续三维结构纳米银表面增强拉曼光谱基底及其制备方法
WO2012129805A1 (zh) * 2011-03-31 2012-10-04 南京大学 导电聚合物及其合成方法、表面覆盖有所述导电聚合物的电活性电极
CN102746667A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 新疆大学 固相法合成聚苯胺/纳米金复合材料
CN102944545A (zh) * 2012-12-05 2013-02-27 江西师范大学 层状三维结构纳米金表面增强拉曼活性基底及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6977050B1 (en) * 2003-04-07 2005-12-20 Polyone Corporation Synthesis of lignosulfonic acid-doped polyaniline using transition metal ion catalysts
CN1667021A (zh) * 2005-03-23 2005-09-14 南京大学 聚苯胺纳米结构的可控合成方法和用途
CN101566571A (zh) * 2009-06-03 2009-10-28 哈尔滨工业大学 连续三维结构纳米银表面增强拉曼光谱基底及其制备方法
WO2012129805A1 (zh) * 2011-03-31 2012-10-04 南京大学 导电聚合物及其合成方法、表面覆盖有所述导电聚合物的电活性电极
CN102746667A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 新疆大学 固相法合成聚苯胺/纳米金复合材料
CN102944545A (zh) * 2012-12-05 2013-02-27 江西师范大学 层状三维结构纳米金表面增强拉曼活性基底及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王秀芳: "聚苯胺/无机纳米复合材料的准备及性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106947078A (zh) * 2017-03-31 2017-07-14 吉林大学 一种椭圆形导电聚合物/贵金属复合纳米材料、制备方法及其应用
CN106947078B (zh) * 2017-03-31 2019-08-23 吉林大学 一种椭圆形导电聚合物/贵金属复合纳米材料、制备方法及其应用
CN107243626A (zh) * 2017-04-05 2017-10-13 厦门稀土材料研究所 银纳米棒的合成以及基于其制备表面增强拉曼光谱基底
CN107243626B (zh) * 2017-04-05 2020-05-26 厦门稀土材料研究所 银纳米棒的合成以及基于其制备表面增强拉曼光谱基底
CN108375564A (zh) * 2017-07-03 2018-08-07 天津大学 自支撑层状材料MXenes的制备方法及其作为拉曼基底的应用
CN111855635A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 天津大学 MXenes—金纳米复合材料及其制备方法和作为拉曼基底的应用
CN111855635B (zh) * 2019-04-26 2023-03-21 天津大学 MXenes—金纳米复合材料及其制备方法和作为拉曼基底的应用
CN110791090A (zh) * 2019-10-11 2020-02-14 杭州师范大学 宏观大面积二维双响应高等离子体敏感性开关聚苯胺@金纳米颗粒核壳结构单层膜
CN112697772A (zh) * 2020-12-14 2021-04-23 中国科学院地质与地球物理研究所 一种基于显微共聚焦激光拉曼进行石榴石物源示踪的方法
CN116288295A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 河南科技大学 一种长度和表面粗糙度可调节的Au钉子及其制备方法
CN116288295B (zh) * 2023-03-23 2024-06-25 河南科技大学 一种长度和表面粗糙度可调节的Au钉子及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104122244A (zh) 金－聚苯胺纳米复合粒子在表面增强拉曼光谱中的应用
CN104119527A (zh) 一种金－聚苯胺纳米复合粒子及其制备方法
Rezaei et al. Electrodeposited silver nanodendrites electrode with strongly enhanced electrocatalytic activity
Dong et al. Synthesis and physical properties of Co3O4 nanowires
Guo et al. Templateless, surfactantless, simple electrochemical route to rapid synthesis of diameter-controlled 3D flowerlike gold microstructure with “clean” surface
Liu et al. Semiconductor rings fabricated by self-assembly of nanocrystals
Liu et al. Mesocrystals of rutile TiO2: Mesoscale transformation, crystallization, and growth by a biologic molecules-assisted hydrothermal process
CN102253027A (zh) 基于金纳米星的表面增强拉曼散射活性基底及其制备方法
Li et al. Electrochemical growth and control of ZnO dendritic structures
Heli et al. Synthesis and applications of nanoflowers
JP2010185023A5 (zh)
CN102275981A (zh) 一种自基底的SnO2纳米棒阵列的制备方法
CN102764897A (zh) 一种用于导电浆料的亚微米级银粉的制备方法
CN104439279A (zh) 一种通过氯化钠用量实现调控银纳米线直径的方法
Cai et al. Insight into the fabrication and perspective of dendritic Ag nanostructures
CN101492254A (zh) 制备高表面增强拉曼散射活性单层银纳米粒子膜的方法
CN103482712B (zh) 一种制备β-Ni(OH)2花状微球的方法
Zeng et al. Synthesis of porous europium oxide particles for photoelectrochemical water splitting
CN104525937A (zh) 一种多孔银微纳米结构及其形貌及尺寸可控的制备方法
JP5990565B2 (ja) 銀ナノフィラメントの製造方法
CN101759159A (zh) 一种液相中制备纳米硒的方法及其得到的纳米硒
CN103787401B (zh) 一种氧化亚铜纳米线材料及其制备方法
JP2011021252A (ja) 銀微粒子およびその製造方法
KR101544105B1 (ko) 플라워 형태의 금 나노입자가 포함된 적층체 및 그의 제조방법
Wang et al. Self-assembled synthesis of Ag nanodendrites and their applications to SERS

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141029