電化學(xué)體系中表面增強(qiáng)拉曼散射研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)技術(shù)是當(dāng)今最靈敏的現(xiàn)場研究表面吸附和界面反應(yīng)的現(xiàn)場譜學(xué)技術(shù)之一，把譜學(xué)方法與常規(guī)電化學(xué)方法相結(jié)合的譜學(xué)電化學(xué)是在分子水平上現(xiàn)場表征和研究電化學(xué)體系的新技術(shù)，它在研究電極表面吸附分子物種的取向和鍵接，鑒定參與電化學(xué)過程的分子物種等方面有突出優(yōu)勢，并且取得了引人注目的成果。 拉曼光譜以光子為探針，是研究表面物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的有力工具。紫外拉曼光譜更是以其靈敏度高、能夠避開熒光干擾以及產(chǎn)生共振拉曼效應(yīng)等

2、優(yōu)勢引起了人們的普遍重視。本文以對硝基苯甲酸分子作為吸附分子，利用紫外拉曼光譜檢測到金電極表面可見和近紅外激發(fā)下無法獲得的高質(zhì)量的表面拉曼信息。研究發(fā)現(xiàn)，紫外激發(fā)下對硝基苯甲酸在金電極上的表面拉曼光譜對電極電位有強(qiáng)烈的依賴性；隨電極電位的負(fù)移，表面拉曼譜峰發(fā)生了顯著的變化，并且各個譜峰變化的趨勢并不相同。分析表明，此現(xiàn)象主要是對硝基苯甲酸在紫外區(qū)的共振效應(yīng)及其與金原子間的電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)共同引起的。 對于一些難溶或不溶于水的物質(zhì)來說

3、，在水體系中進(jìn)行SERS研究則會遇到困難，另一些即使能溶于水的電活性物質(zhì)在水體系有限的電位區(qū)間內(nèi)，其氧化還原性質(zhì)也得不到充分的研究，但如果選擇合適的有機(jī)溶劑，則可不受水體系中析氫與析氧的限制而擴(kuò)大電位研究區(qū)間，順利完成對這一類氧化還原過程的研究。因此，拓寬表面增強(qiáng)拉曼光譜至非水體系，獲得該體系中金屬或電極表面吸附分子的構(gòu)型、取向及鍵合等信息，對于彌補傳統(tǒng)電化學(xué)技術(shù)的不足、提供分子水平的證據(jù)具有十分重要的意義。本文將鄰硝基苯甲酸溶解在乙醇

4、中，在可見光的激發(fā)下，在銀電極表面獲得了較為理想的臨硝基苯甲酸的SERS光譜。 SERS作為一種有力的探測研究物質(zhì)表面的工具，自發(fā)現(xiàn)以來就獲得了極其廣泛的應(yīng)用。已成功的在金、銀、銅等貴金屬納米顆粒上獲得了SERS。但是，由于鐵是活潑的過渡金屬，空氣中極易被氧化，因此實驗中用純鐵作為增強(qiáng)基底獲得被研究分子的SERS光譜是比較困難的。本文利用鐵作為電極，用電沉積的方法使得鋅離子，硒離子和鐵離子沉積在不銹鋼片上，在不銹鋼片上沉積生成了