【Investigation of n-layer graphenes as substrates for raman enhancement of crystal violet】 [编辑]

点击一下选项,对此实验进行评价(5

挺好
1
一般
0
9.60
综合评分


实验简介

将石墨烯样品自身作为拉曼增强的衬底,测试了CV分子的增强拉曼信号。
因为石墨烯无法产生等离子体共振,与金属颗粒的电磁场增强机制不同,其增强主要来自化学增强机理。因此,利用石墨烯衬底的SERS 效应,可独立讨论化学增强机理。

参考文献

J. Phys. Chem. C, 2011, 115(20): 10019-10025

实验原理


                        

安全性


                                            

主要试剂/材料

【Investigation of n-layer graphenes as substrates for raman enhancement of crystal violet】的实验步骤

第1步

微机械剥离法制备几种不同层数的石墨烯。光学显微镜和拉曼鉴定层数。

第2步

主要实验方法示意:
两种SERS衬底:石墨烯、石墨烯上蒸镀金
测试分子:龙胆紫(crystal violet,CV)
拉曼激光波长:514nm

第3步

四种浓度的CV溶液浸泡石墨烯样品,得到的拉曼谱图。和SiO2/Si表面的拉曼谱对比,可以看出石墨烯有明显的拉曼增强效果。且单层效果最佳。

第4步

单层石墨烯表面四种浓度的CV溶液的拉曼图。
对峰位进行标定可得:1590 cm-1附近的拉曼峰主要来自石墨烯样品的G峰,部分来自CV分子。【因为此峰位起源于碳体系的sp2成键形式】其余各峰都来自CV分子,峰位对应关系与之前的文献报道一致 /吻合良好。
另外,拉曼信号的强度随所用溶液的浓度下降而变低。这表明此实验所用的四种浓度,未到拉曼信号强度的饱和阶段。可以认为,CV分子在衬底表面的覆盖度保持在不足单层。

第5步

对比不同层数Graphene上CV分子拉曼信号的强度可发现,在每一个浸泡浓度条件下,CV的1620 cm-1峰的峰强都随层数增多而降低。并且,从单层石墨烯到双层石墨烯,下降程度比之后的下降程度更明显。 

第6步

以2X10^6 M浓度的CV为例
镀金石墨烯样品上吸附的CV分子的拉曼谱 (实线)
v.s.
刚才fig3里纯石墨烯时候的拉曼谱(虚线)

514 nm下,镀金石墨烯的增强,不如pristine样品,说明在此条件下石墨烯表面的增强效果要强于独立的金表面。

第7步

镀金石墨烯样品上吸附的CV分子的拉曼谱 
激光波长:633nm(粗线)v.s. 514nm(细线)
是5倍强度

说明,镀金导致的电磁场增强效果(最佳@633 nm)大概比石墨烯的化学增强(最佳@514 nm),大5倍

一般的化学增强比电磁场增强小几个量级,所以能达到1/5也很强了。

实验结果

表格对比了CV分子的傅里叶拉曼谱和不同衬底上的SERS谱,取1200-1800 cm-1波长范围内几个主要峰的峰位、相对强度。紫色部分的数据取自相关文献。 

~ 1370 cm-1峰:
该峰对应的是苯基-氮键的伸展,对CV分子在表面的吸附状态敏感。【在傅里叶拉曼谱中,它的峰位在1357 cm-1。】如表格中所示,当CV分子沉积到未镀金的石墨烯样品表面时,拉曼峰位蓝移到~ 1366 cm-1;在金颗粒表面时,进一步蓝移至~1373 cm-1;在银胶体上时达到最大值~ 1377 cm-1。
说明分子与不同表面之间有不同的作用力。而CV分子吸附在石墨烯表面上时,因物理吸附带来的扭曲形变较小。 

另外两个位于1620和1585 cm-1处的拉曼峰:
与苯环中的碳-碳键伸展相关的。尽管这两个峰的峰位没有很大的改变,但它们的相对峰强不尽相同。相对于银胶体上获得的拉曼谱,石墨烯和金颗粒显示出对这两个峰更大的SERS效应。

相近实验

知造署·知匠榜 查看全部>

  • 忍冬 | 1关注

    26实验  2659积分

  • 四叶草 | 4关注

    21实验  2299积分

  • 文荣 | 1关注

    21实验  2204积分

  • joydes | 8关注

    13实验  2200积分

  • susu001 | 15关注

    17实验  2193积分

知造署·大师

  • 研之成理 | 10关注

    64实验  1002616积分

  • 物理所公号君 | 3关注

    6实验  1000172积分

  • 温州优墨生物科技有限公司 | 0关注

    1实验  1000126积分

  • xiangyongwang08 | 3关注

    1实验  1000046积分

  • eavolong | 3关注

    0实验  1000021积分

  • 蜗牛 | 0关注

    0实验  1000020积分

  • 石长灿 | 0关注

    0实验  1000020积分

  • fanhbu | 0关注

    0实验  1000020积分

  • sunlianfeng | 0关注

    0实验  1000020积分

  • 日立扫描电镜工程师 | 0关注

    0实验  1000020积分