通过微滴还原与蒸发组装法制备的纳米结构银微粒，用于等离子体驱动的光催化和表面增强拉曼散射应用

《The Journal of Physical Chemistry C》：Nanostructured Silver Microparticles from Microdroplet Reduction and Evaporative Assembly for Plasmon-Driven Photocatalysis and SERS

　　

摘要

由于局域表面等离子体共振效应和热点的产生，等离子体纳米粒子聚集体是出色的等离子体光催化剂，也可用作表面增强拉曼光谱的基底。然而，目前用于制备这类结构的简单且可大规模应用的合成方法仍然有限。在此，我们介绍了一种绿色的一步喷雾干燥工艺，该工艺通过抗坏血酸在蒸发的水微滴中还原硝酸银，从而实现原位还原，随后通过蒸发诱导自组装作用，使银纳米晶体形成层状的微粒聚集体。通过X射线衍射确认了其已还原为金属银。电子显微镜和小角X射线散射分析显示，这些聚集体由尺寸为数十纳米的多分散初级粒子构成。漫反射紫外-可见光谱检测到由于粒子间等离子体耦合而产生的宽谱LSPR吸收峰。当作为等离子体光催化剂用于催化还原对硝基噻吩酚时，时间分辨拉曼光谱显示，在514纳米光照下，对硝基噻吩酚完全二聚化为4,4′-二巯基偶氮苯，且反应遵循指数级动力学规律；而在633纳米光照下仅发生部分转化，830纳米光照下则无转化。当用于氧化对氨基噻吩酚时，633纳米光照下可实现完全转化，830纳米光照下则部分转化为二巯基偶氮苯。作为拉曼光谱基底时，使用4-甲基苯硫醇进行测试，其分析拉曼增强因子可达10³。这些银微粒能够产生强烈的拉曼信号，可用于检测十亿分之几浓度的有机磷农药。这种基于液滴加速的可大规模应用方法可制备出层状银微粒，从而高效实现等离子体光催化以及基于拉曼光谱的环境监测。