调控金纳米花表面凸起的策略及其表面增强拉曼散射活性

摘要：以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与十二烷基硫酸钠（SDS）通过阳离子架桥形成的拟聚阴离子为软模板，通过改变PVP、SDS和纳米材料前驱体氯金酸（HAuCl4）浓度以及反应时间等因素，调控还原产物金纳米花形貌及粒径。表面张力、电导率、毛细管电泳及Zeta电位等实验结果表明PVP-SDS-HAuCl4形成新的拟聚阴离子，透射电子显微镜和X射线衍射结果表明SDS、PVP和HAuCl4的较低浓度组合更易获得表面凸起丰富的金纳米花。PVP-SDS拟聚阴离子发挥了二级软模板作用，在PVP （50 g∙L−1）-SDS （2 mmol∙L−1）-HAuCl4 （0.25 mmol∙L−1）溶液中调控合成的金纳米花为{111}晶面为主的面心立方结构，其平均等效粒径为108 nm，且表面上密集分布约16.5 nm的凸起。该金纳米花有较强的表面增强拉曼散射（SERS）活性，探针分子罗丹明6G的SERS信号强度依赖于金纳米花的表面凸起形貌。该研究中金纳米花的SERS增强因子最高达6.71 × 107，优于同类金纳米花的文献报道水平（106）；尽管低于石墨负载的金纳米粒子（1 × 108）或阳离子软模板合成的金纳米棒（5 × 109），但成功避免了基质干扰或阳离子强吸附使应用受限。

关键词：金纳米花；表面增强拉曼散射；纳米凸起；拟聚阴离子；软模板

中图分类号：O647.11；O614.123