納米粒子薄膜生長(zhǎng)機(jī)制及光纖SERS-pH傳感器的研究.pdf

1、納米顆粒自組裝體具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),因而其自組裝技術(shù)一直備受關(guān)注,并且在醫(yī)學(xué)、傳感、化學(xué)分離等方面有很好的應(yīng)用前景。但以往的研究對(duì)組裝方法和組裝技術(shù)的研究較多,有關(guān)的組裝機(jī)制尚不清楚。
　　 光纖傳感技術(shù)以其抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全、高靈敏度、重量輕、體積小、外形可變、測(cè)量對(duì)象廣泛、成本低等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而受到了廣泛重視,可廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)、溫度、電流、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、壓力等物理參數(shù)的測(cè)量。根據(jù)工作原理的不同,光纖傳

2、感器有不同的結(jié)構(gòu)和工作模式。本文從納米薄膜生長(zhǎng)機(jī)制和光纖傳感器設(shè)計(jì)出發(fā)開展工作,主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　 (1)改進(jìn)了球形金納米顆粒的合成方法。在原有的晶種生長(zhǎng)法的基礎(chǔ)上,通過改變還原劑/氯金酸的比例,反應(yīng)物加入速度,我們優(yōu)化和改進(jìn)了晶種生長(zhǎng)法。改進(jìn)后的晶種生長(zhǎng)法可用于制備較大粒徑的球形金納米顆粒,且形狀更加規(guī)則、粒徑更均一。
　　 (2)研究了乳化液滴融合形成納米粒子薄膜以及和薄膜沿容器壁攀爬的物理機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)

3、,在水相中形成乳液滴以后,納米粒子向油滴-水界面的吸附轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)能壘阻礙的擴(kuò)散控制過程。因而可通過超聲和增加總的油-水界面的方式(通過形成乳液)來(lái)提高納米顆粒向界面吸附的轉(zhuǎn)移系數(shù)。吸附負(fù)載納米粒子的乳液滴不穩(wěn)定,會(huì)自發(fā)破乳將納米粒子釋放到平的水-油界面,導(dǎo)致形成納米粒子薄膜。在乳液滴破乳融合過程中,其彎曲的表面產(chǎn)生附加壓力,導(dǎo)致在界面納米粒子膜中產(chǎn)生壓力梯度,從而驅(qū)動(dòng)薄膜沿容器壁攀爬。
　　 (3)設(shè)計(jì)制備了一種基于表面增強(qiáng)拉曼散

4、射(SERS)的光纖pH傳感器。將高SERS活性銀納米粒子組裝在光纖端面上,制備SERS活性光纖端面,再將pH敏感的4-mpy探針分子吸附到銀納米粒子上,形成SERS光纖pH傳感器。隨環(huán)境pH變化,4-mpy分子結(jié)構(gòu)會(huì)隨之變化,相應(yīng)的SERS光譜也會(huì)改變。因而4-mpy分子的SERS光譜特征可用于指示待測(cè)溶液的pH。在pH=0～3區(qū)間內(nèi),4-mpy對(duì)H+最敏感的兩個(gè)峰1610 cm-1和1575 cm-1的峰面積的比值會(huì)隨溶液pH值的增