氧化石墨烯及其复合物在表面增强拉曼光谱中的研究

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本文以天然的石墨粉为原料制备了氧化石墨,将氧化石墨的水溶液超声分散后得到了单层的氧化石墨烯(GO)。制备了银/石墨烯纳米复合物,将此复合物用作表面增强拉曼散射(SERS)的基底,研究了该基底对染料分子结晶紫(CV)的增强效果。通过层层自组装技术(LBL)制备了氧化石墨烯(GO)/罗丹明6G (R6G)/银(Ag)的三明治结构,研究了不同组装结构的SERS活性。主要创新成果:(1)采用改进的Hummers法,以天然的石墨粉为原料,以浓硫酸,过硫酸钾及高锰酸钾等强氧化物为氧化剂,通过分步氧化的方法,制备了氧化石墨,然后将氧化石墨的水溶液经超声分散得到了单层的GO。经TEM、XRD、XPS及FT-IR表征发现单层的GO呈带有褶皱的薄纱状,氧化石墨的层间距为0.754nm,其表面的含氧官能团主要为-OH、C=O、C-O-C、-COOH等基团。(2)以单层的GO为原料,采用原位化学合成法在水溶液中制备了银/石墨烯纳米复合物,将此复合物用作SERS基底来检测结晶紫(CV),因复合物中的石墨烯和Ag纳米粒子均为SERS活性的,石墨烯对吸附分子一定程度的荧光淬灭作用,以及对CV的富集作用,与相同条件下单独的GO和银溶胶相比复合物的SERS活性更高。因此,对于荧光分子,带正电荷的分子,选用该复合物做SERS基底更易于待测物的检测。(3)通过层层自组装法(LBL)制备了氧化石墨烯(GO)/罗丹明6G (R6G)/银(Ag)的三明治结构及GO/Ag/R6G的类三明治结构。通过改变R6G的浓度,研究了不同组装结构中R6G的拉曼信号的变化,总结了组装结构中GO和Ag的SERS贡献。因此,可以根据待测物的浓度或其他因素的不同选择最优的结构。
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