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摘要

与单金属相比, 多金属纳米材料具有优异宽波谱范围响应的局部表面等离子体共振(LSPR), 有利于提高光致电子转移效率并促进电荷载流子的有效分离. 本文通过种子生长法和化学还原法, 成功合成了具有多触角的海胆状金/银/铂/钯(Au-Ag-Pt-Pd NUs)四元纳米合金, 探究了该纳米合金在不同退火温度下的局部表面等离子体共振(LSPR)响应特性, 实验结果显示, 在近红外光(808 nm)激发下, 退火200 ℃的Au-Ag-Pt-Pd NUs的瞬态光电流强度是初始Au-Ag-Pt-Pd NUs的1.6倍. 此外, 以结晶紫(CV)作为探针分子, 退火200 ℃的Au-Ag-Pt-Pd NUs的表面增强拉曼光谱(SERS)信号强度是初始Au-Ag-Pt-Pd NUs的1.8倍, 从而验证了退火200 ℃的Au-Ag-Pt-Pd NUs具有很好的SERS活性, 同时CV探测浓度可低至10 ^–12M, 并且实现了低浓度H ₂O ₂探测, 探测范围: 0.09—1.02 μmol/L. 结果表明, 由于多重金属协同效应, 四元Au-Ag-Pt-Pd NUs复合结构具备优异的光电响应特性和较高的SERS灵敏度, 可为贵金属生物近红外探测提供新的思路.

关键词:

Abstract

Compared with the single metal, multi-metallic nanoparticle has excellent localized surface plasmon resonance with a wide spectral range response, which is beneficial to improving both the photoinduced electron transfer efficiency and the effective electron-hole separation. In this work, the urchin-like Au-Ag-Pt-Pd nanoalloy (Au-Ag-Pt-Pd NU) with multiple tentacles is successfully synthesized by the seed growth method and chemical reduction method. And we explore the optical properties of Au-Ag-Pt-Pd NU at different annealing temperatures. The results show that the transient photocurrent intensity of Au-Ag-Pt-Pd NU annealed at 200 ℃ is 1.6 times that of the primitive Au-Ag-Pt-Pd NUs at 808 nm excitation. In addition, the SERS signal intensity of crystal violet (CV) adsorbed on the Au-Ag-Pt-Pd NUs annealed at 200 ℃ is 1.8 times that of the primitive Au-Ag-Pt-Pd NUs at 785 nm excitation. For the Au-Ag-Pt-Pd NUs in this work, the concentration of CV can be detected to be as low as 10 ^–12M. Furthermore, the interesting NIR-SERS sensor enables the detection limit of H ₂O ₂at low concentration to reach 0.09–1.02 μmol/L. The results show that the obtained nanoalloy has excellent photoelectric response characteristics and high SERS sensitivity due to the synergistic effect of multi-metal. Thus, it possesses great potential for biological NIR detection in the future.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:陈明,chenming@sdu.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 11905115, 11575102)和山东大学基本科研业务费专项资金 (批准号: 2018JC022)资助的课题

Authors and contacts

Corresponding author:Chen Ming,chenming@sdu.edu.cn

Funds:Project supported by National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11905115, 11575102), and the Fundamental Research Funds of Shandong University, China (Grant No. 2018JC022)

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