纳米银/石墨烯复合SERS基底的制备及对铀(Ⅵ)的拉曼光谱研究

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单位表面物理与化学重点实验室;中国工程物理研究院;
来源光谱学与光谱分析
出版年2016
期号11
摘要
铀是核工业中一种重要的核燃料,研究其在水溶液中的浓度和种态信息具有重要意义。铀(Ⅵ)在水溶液中最稳定的存在形式UO_2~(2+),其标准Raman散射峰为871cm~(-1)。然而利用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测铀(Ⅵ)时,铀(Ⅵ)与SERS基底的直接相互作用,使得铀(Ⅵ)的Raman峰存在很大程度的偏移,甚至偏移到710cm~(-1)。使用不同的SERS基底,其偏移程度也不同,无法反映溶液中铀(Ⅵ)的真实Raman信息,为解析溶液中铀(Ⅵ)的种态带来了很大困难。通过抗坏血酸活化银纳米粒子(AgNPs),在硅衬底上自组装AgNPs阵列,得到SERS基底。利用石墨烯介质隔层的化学惰性和完整性,通过悬空自助转移法在该自组装AgNPs SERS基底表面转移单层石墨烯,制备了纳米银/石墨烯复合SERS基底。并表征了该复合SERS基底的形貌,AgNPs粒子紧密连接在一起,形成纳米链结构,纳米链均匀地分布于衬底表面,单层石墨烯紧密覆盖于AgNPs表面,且石墨烯的亚纳米级厚度没有改变AgNPs的形貌。将这两类SERS基底用于检测硝酸铀酰,对于未覆盖石墨烯的AgNPs基底,UO_2~(2+)的对称伸缩振动峰为719cm~(-1),基底与UO_2~(2+)的相互作用导致谱峰宽化,并向低波数移动。而在覆盖了石墨烯的G-AgNPs复合SERS基底表面,UO_2~(2+)的对称伸缩振动峰为771cm~(-1),回移了52cm~(-1),这种大幅度的回移表明石墨烯隔层在一定程度上隔绝了UO_2~(2+)与AgNPs的相互作用。

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