离子液体中Fe电极界面结构的SERS光谱研究

摘要：

采用高灵敏度的表面增强拉曼光谱(SERS)技术,结合不同长度的探针分子,通过电化学调控研究了Fe电极在离子液体中的表面增强因子、零电荷电位、界面吸附及界面双电层结构.利用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)技术提高表面吸附物种的拉曼信号,降低高浓度本体的信号干扰,研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF4)离子液体本身在Au@SiO2修饰的Fe电极表面的吸附行为.结果表明,[BMIm]BF4在Au@SiO2修饰的Fe电极表面的吸附行为随电位变化而变化.在-1.3 V以正区间,咪唑阳离子以垂直吸附为主,随电位负移逐渐倾斜甚至平躺吸附于电极表面；当电位负至-2.3 V,咪唑阳离子还原成卡宾.再分别以不同分子长度的硫氰根(SCN-)和4-氰基吡啶(4-CNPy)为探针分子,发现SCN-在[BMIm]BF4中以N端吸附在纯Fe电极上,三键频率随电位变化的速率,即Stark系数为17cm-1/V; 4-CNPy以毗啶环上的N垂直吸附于Fe电极上,频率保持不变,即Stark系数接近零.以上结果表明,在离子液体中电极界面双电层与水体系的差别较大,电位主要分布在电极紧密层中,几乎无分散层存在.此外,还计算了[BMIm]BF4中Fe电极的增强因子约为1.5×102.

关键词：表面增强拉曼光谱、界面、离子液体、Fe电极、吸附

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资助基金：the National Natural Science Foundation of China.21073128,21033007,21173155;the Natural Science Foundation of Jiangsu ProvinceBK2012187;项目受国家自然科学基金.21073128,21033007,21173155;江苏省自然科学基金BK2012187

在线出版日期：2013-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1059-1063