Page 52 - 《精细化工》2020年第9期
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·1766·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

                 XU 等 [48] 用固态离子学方法制备了 Ag-Cu 合金                使用该纳米线作为 SERS 基底同时选取 R6G 溶液作
            纳米线，制备流程示意图如图 5 所示，选取尺寸为                           为探针分子时可检测到的极限浓度为 1×10                –14  mol/L，
            9 cm20 cm2 mm 的清洁石英玻璃作为基底，并在                     远低于铜纳米线       [39] 和银纳米线   [49] 的极限浓度，分别
                                                                              –9
            该基底上沉积厚度为 400 nm 的 Rb 4 Cu 16 Cl 13 I 7 作为快        为 1×10 –11 、1×10  mol/L 的。通过对该组实验数据
            离子导体薄膜，使其完全覆盖基底；然后在基底两                             的对比得出结论：合金纳米结构提高了金属单质纳
            端依次蒸镀彼此平行，厚度均为 1 μm 的铜膜和银膜                         米线作为检测基底的灵敏度。但当利用银纳米芽簇
            作为电极；最后，利用固态离子学方法在整个基底                             作为 SERS 基底时检测 R6G 探针分子的极限浓度为
            上沉积厚度为 300 nm 的 RbAg 4 I 5 作为第二层导体薄                1×10 –16   mol/L [30] ，该数值低于银、铜单质纳米线及
            膜用来传输离子。在 5 μA 外加直流电场作用下，在                         银铜合金纳米线作为探测基底时的极限浓度，这说
            阴极边缘生长出长程有序、呈竹节簇状的长达 1 cm                          明金属纳米结构的表面粗糙度是影响检测灵敏度的
            的 Ag-Cu 纳米线，纳米线的直径在 30~130 nm 之间。                  重要因素。




















            图 5   利用快速离子导体 RbAg 4 I 5 和 Rb 4 Cu 16 Cl 13 I 7 制备 AgCu 合金纳米线的工艺流程示意图：清洁石英玻璃基片（a）；
                  Rb 4 Cu 16 Cl 13 I 7 薄膜沉积在整个基底上（b）；在基底两端沉积铜电极（c）；在基底两端沉积银电极（d）；RbAg 4 I 5
                  薄膜沉积在整个基底（e）；施加直流电场（f）                [48]
            Fig. 5    Process flow diagrams for the preparation of AgCu alloy nanowires using fast ionic conductor RbAg 4 I 5  and
                   Rb 4 Cu 16 Cl 13 I 7 :   clean quartz glass  substrate (a), Rb 4 Cu 16 Cl 13 I 7  film deposited over the  whole substrate (b), copper
                   electrode deposited on the two ends of the substrate (c), silver electrode deposited on the two ends of the substrate (d),
                   RbAg 4 I 5  film deposited over the whole substrate (e) and applying a direct current electric field (f) [48]

                 为了研究影响检测灵敏度的因素，必须对合金                          且精准，也为制备灵敏度更高的金属纳米结构指明
            材料做更深入的探究。在成功制备出 Ag-Cu 合金纳                         了方向。
            米线的基础上，XU 等          [50] 继续研究 Ag-Au 纳米材料          2.3    复合纳米材料
            对检测灵敏度的影响。同样选择清洁的石英玻璃片                                 两种高纯度金属单质合成的纳米材料具有高检
            作为基底，首先将混合好的银、金粉末蒸镀在基底                             测灵敏度这一现象得到实验验证后                [48,50] ，XU 等 [51]
            两端彼此平行的阴阳两极，其中阳极宽 4 cm，为阴                          提出利用固态离子学方法结合真空热蒸镀法制备金
            极提供足够的阳离子；其次，将 RbAg 4 I 5 蒸镀在已                     银复合纳米材料，金与银的物质的量比为 1∶19。
            经沉积了阴阳极的基底上，使其完全覆盖整个基底；                            首先，在干净的石英玻璃片两端蒸镀金属银膜作为
            最后，在 6 μA 直流电作用下，从阴极边缘生长出厘                         电极，再将混合好的 RbAg 4 I 5 沉积在整个基底片上，
            米级、长程有序且呈竹节状的 Ag-Au 纳米线，其中，                        施加电流为 10  μA，待阴极表面长出宏观长度达到
            银与金的物质的量比为 15∶1 时，纳米线直径在                           厘米级的银纳米线后再将金纳米颗粒蒸镀在银纳米
            20~80 nm 之间。同样，将该纳米线作为 SERS 基底                     线表面，在超过 40 h 的生长时间后得到宏观长度达
            检测 R6G 溶液探针分子时可测得极限浓度为 1×                          到 2 cm 的金属纳米材料，即金纳米颗粒规律地分布
            10 –17  mol/L。结果表明：Ag-Au 合金纳米线的拉曼增                 在银纳米线表面。直径分布图表明，先长出的银纳
            强因子高于 Ag-Cu 纳米线 3 个数量级。这与金属单                       米线的最大直径达到 90 nm，这是由于顶端生长的
            质自身的高灵敏度有极大的关系，因此，金属单质                             优势，已生长出的银纳米结构成为新的阴极，它们
            自身的结构与性质和合金纳米材料的检测灵敏度具                             将在顶部吸引更多的银离子，从而获得新的更大直
            有密不可分的关系。这一发现可为生物医学检测提                             径的银纳米材料。当将该纳米材料作为 SERS 基底
            供可靠的数据，使得金属纳米材料的应用更加广泛                             检测 R6G 探针分子时 的极限浓度 达到 1×10                  –17
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