مقارنة بين تشتت رامان المعزز بالسطح في محلول الفضة الغروي النانوي النجمي و النانوي المكعب الشكل
DOI:
https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9152الكلمات المفتاحية:
دقائق الفضة النانوية، النقاط الساخنة ، مطيافية رامان ، كبريتات الصوديوم، الرنين السطحي البلازموني .الملخص
يعد تشتت رامان المحسن بالسطح (SERS) طريقة سريعة الاستجابة وانتقائية للغاية تعمل على تحسين إشارات تشتت رامان للجزيئات التي تستخدم المواد النانوية كركائز. يتيح SERS تحديد مادة بتراكيز منخفضة جدًا عن طريق تضخيم المجال الكهربائي أو التحسين الكيميائي بسبب سطح Plasmon (LSP) الموضعي. في هذا العمل ، تم فحص التراكيز المنخفضة من كبريتات الصوديوم (Na2SO4) كمواد ملوثة للمياه باستخدام SERS السائل على أساس البنى النانوية الغروية للفضة . تم تحضير نوعين من الهياكل النانوية للفضة: نجمية ومكعبة الشكل، واستخدامها كركائز SERS سائلة . تم استخدام طريقة الاختزال الكيميائي لتركيب الهياكل النانوية Ag من أيونات الفضة باستخدام عوامل الاختزال. تم استخدام مجهر القوة الذرية (AFM) والمجهر الماسح الإلكتروني (SEM) لتوصيف الفضة النانوية. تم الإبلاغ عن إجراءات SERS لهذه الجسيمات النانوية في الكشف عن كبريتات الصوديوم (Na2SO4) وتحليلها فيما يتعلق بكل من الشكل والحجم باستخدام ليزر 532 نانومتر. لاحظنا أن بنية الجسيمات النانوية ذات الزوايا الأكثر عددا والاكثر حدة أعطت إشارات SERS أقوى. ترتبط الزيادة في إشارة SERS بـ LSP ، والتي تنتج عن ترسب جزيئات كبريتات الصوديوم في النقاط الساخنة (المسافات بين الهياكل النانوية للفضة المتجمعة) في المحلول. لوحظ زيادة قمم رامان مع زيادة تركيز الكبريتات. يوفر هيكل الفضة النانوي النجمي المقترح نشاط SERS أقوى من الهيكل النانوي المكعب. هذا يعني أن SERS مع الهياكل النانوية النجمية أكثر كفاءة منها في الهياكل المكعبة النانوية. أيضًا ، يلعب تركيز الكبريتات دورًا رئيسًا في الكشف حيث تصبح إشارة رامان أقوى مع زيادة التركيز. كان أعلى معامل تعزيز تحليلي للكبريتات تم الحصول عليه لـ SERS في محلول الفضة النانوي النجمي الغروي 2.6 × 103 عند 7 × 10-7 م بأقل تركيز ، وكان 1.7 × 103 عند 7 × 10-7 م أقل تركيز لـ SERS في محلول الفضة النانوي المكعب الغروي.
Received 30/05/2023
Revised 08/09/2023
Accepted 10/09/2023
Published Online First 20/03/2024
المراجع
Marc DF, Kawther BM, Kauffmann TH. Raman probe of pollutants in water: measurement process. 4th Imeko TC19 Symposium on Environmental Instrumentation and Measurements Protection Environment, Climate Changes and Pollution Control At: Lecce, Ital. 2013 Jun 3; 27-29. ISBN:9788896515204.
Al-Araji KHY. Evaluation of physical chemical and biological characteristics of underground wells in Badra city, Iraq. Baghdad Sci J. 2019 Sep 1; 16(3): 0560. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.3.0560.
Faten AA, Sameer KY, Ayad AD. Design and construction of an air pollution detection system using a laser beam and absorption spectroscopy. Baghdad Sci J . 2022 Nov; Online-First (3) DOI: https://doi.org/10.21123/bsj.2022.7650
Almaviva S, Artuso F, Giardina I, Lai A, Pasquo A. Fast Detection of Different Water Contaminants by Raman Spectroscopy and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. Sensors. 2022; 22(21): 8338. https://doi.org/10.3390/s22218338
Jabar AW, AL-Bawi ZF, Faris RA, Wahhab HK. Plasmonic Nanoparticles Decorated Salty Paper Based on SERS Platform for Diagnostic low-Level Contamination: Lab on Paper. IJL. 2019 Feb 12;18(1):43-9. https://doi.org/10.31900/ijl.v18i1.189.
Rebecca AH, Peter JV. Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) for environmental analyses. Environ Sci Technol. 2010; 44(20): 7749-7755. https://doi.org/10.1021/es101228z
Hamzah FG, Mahmood HR. Signature of Plasmonic Nanostructures Synthesised by Electrical Exploding Wire Technique on Surface-Enhanced Raman Scattering. Iraqi J. Sci. 2021 Jan 30:167-79. https://doi.org/10.24996/ijs.2021.62.1.16.
Lin Y, Zhang J, Zhang Y, Yan S, Nan F, Yu Y. Multi- effect enhanced Raman scattering based on Au/ZnO nanorods structures. Nanomaterials. 2022; 12(21): 3785. https://doi.org/10.3390/Nano12213785
Langer J, Jimenez de Aberasturi D, Aizpurua J, Alvarez-Puebla RA, Auguié B, Baumberg JJ, et al. Present and future of surface-enhanced Raman scattering. ACS Nano. 2020; 14(1): 28-117. https://doi.org/10.1021/acsNano.9b04224
Barbillon G. Applications of Shell-Isolated Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy. Photonics. 2021; 8(2): 46. https://doi.org/10.3390/photonics8020046
Bodelón G, Pastoriza-Santos I. Recent Progress in Surface-Enhanced Raman Scattering for the Detection of Chemical Contaminants in Water. Front Chem. 2020; 8: 478. Published 2020 Jun 9. https://doi.org/10.3389/fchem.2020.00478
Im SH, Lee YT, Wiley B, Xia Y. Large-scale synthesis of silver Nanocubes: the role of HCl in promoting cube perfection and monodispersity. Angew Chem Int Ed Engl. 2005; 44(14): 2154-2157. https://doi.org/10.1002/anie.200462208
Ben Mabrouk K, Kauffmann TH, Aroui H, Fontana MD. Raman study of cation effect on sulfate vibration modes in solid state and in aqueous solutions. J Raman Spectrosc. 2013 Nov; 44(11): 1603-8.
Guowen M, Haibin T. Rapid detection of small molecule pollutants by surface-enhanced Raman spectroscopy with nanostructure array. ECS Meer Abstr. 2021; MA2021-01: 1426. https://doi.org/10.1149/MA2021-01551426mtgabs
Luong T Q N, Dao TC, Vu TT, Nguyen MC, Nguyen ND. Fabrication of silver nanodendrites on copper for detecting Rhodamine 6G in chili powder using surface-enhanced Raman spectroscopy. Comm Phys. 2021 Sep; 31(4): 353-359. https://doi.org/10.15625/0868-3166/15899
Moaen FJ, Humud HR, Hamzah FG. Development of Effectual Substrates for SERS by Nanostructurs-Coated Porous Silicon. Karbala International Journal of Modern Science. 2022;8(1):114-25. https://doi.org/10.33640/2405-609X.3203
Hidayah AN, Triyono D, Herbani Y, Saleh R. Liquid surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) sensor-based Au-Ag colloidal nanoparticles for easy and rapid detection of deltamethrin pesticide in brewed tea. Crystals. 2022 Jan; 12(1): 24.https://doi.org/10.3390/cryst12010024.
McLellan JM, Siekkinen A, Chen J, Xia Y. Comparison of the surface-enhanced Raman scattering on sharp and truncated silver Nanocubes. Chem Phys Lett. 2006 Aug 18; 427(1-3): 122-6. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2006.05.111.
Hafiz AI, Muhammad ZK, Yogita MS, Sanaullah Q, Amjad H, Muhammad TM, et.al. A heuristic approach to boost the performance and Cr poisoning tolerance of solid oxide fuel cell cathode by robust multi-doped ceria coating. Applied Catalysis B: Envi. 2023; 323: 122178. ISSN 0926-3373. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.122178.
Cardinal MF, Vander Ende E, Hackler RA, McAnally MO, Stair PC, Schatz GC, et.al. Expanding applications of SERS through versatile Nanomaterials engineering. Chem Soc Rev.. 2017; 46(13): 3886-903. https://doi.org/10.1039/C7CS00207F
التنزيلات
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2024 Zinah Salahuddin Shakir, Sameer Khudhur Yaseen, Ayad Abdul Razzak Dhaigham
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
