본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

전기화학 반응용 표면증강라만산란 활성 실리카@금 마이크로쉘의 제작

Preparation of Electrochemically Stable and SERS Active Silica@Gold Microshell

1

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류화학

초록

전극과 용액 사이 계면에서 일어나는 전기화학 반응 현상을 보다 정확하게 이해하기 위하여 전기화학 반응과정을 분광학적 방법으로 실시간으로 모니터링 할 수 있는 전극으로도 작동할 뿐만 아니라 표면증강라만산란(SERS) 활성도 강한 금 마이크로쉘을 제조하였다. 기존에 보고된 금 마이크로쉘에서 핵으로 사용한 폴리스티렌의 경우 균일성이 떨어지고 유기용매에 약하며 독성이 있다. 이에 본 연구에서는 폴리스티렌 보다 균일한 구조를 가지고, 유기 용매에서도 사용 가능하며 무독한 실리카 비드를 이용하여 금 마이크로쉘을 만들고 높은 SERS 신호를 낼 수 있도록 최적화시켰다. 2 µm 실리카 비드 표면에 서로 다른 양의 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES)를 반응시켜 얻은 금 마이크로쉘에서 SERS 신호가 가장 월등히 증폭되는 조건을 비교한 결과 1% (v/v) APTES 조건에서 SERS 신호의 증폭이 가장 컸다. 표면증강라만산란 스펙트럼 및 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM) 이미지를 통해 금 마이크로쉘을 분석하였다.

Abstract

In order to monitor in situ electrochemical reaction we prepared the gold microshells on silica microspheres of 2 µm in diameter which were able to not only work as electrodes but also surface enhanced Raman scattering (SERS) active substrates. Previously reported gold microshell using polystyrene as core material have a few serious problems, mostly coming from solubility in organic solvent, nonuniform distribution in size and toxicity of the polystyrene. Here we prepared silica core-gold microshell to obtain a strong SERS active platform bene-fitting from the physicochemical stability, uniformity and non-toxicity of silica. Varying the con-centration of 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES), the surfaces of silica beads were modified and the optimal condition was determined to be 1% APTES that made the SERS activity of gold microshell strongest. The gold microshells as made were characterized by homemade Micro-Raman system spectrometer, Field-Emission Scanning Electron Microscope.

참고문헌 (18)

  1. A. Schulte, "Single-Cell Microelectrochemistry", Angew. Chem. Int, 46, pp.8760~ (2007)
  2. O. H. Han, "Observation of Methanol Behavior in Fuel Cells In Situ by NMR Spectroscopy", Angew. Chem. Int., 51, pp.3842~ (2012)
  3. G. Syrrokostas, "Degradation mechanisms of Pt counter electrodes for dyesensitized solar cells", Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 103, pp.119~ (2012)
  4. J. Y. Huang, "In Situ Observation of the Electrochemical Lithiation of a Single SnO2 Nanowire Electrode", Science, 330, pp.1515~ (2010)
  5. J.-Y. Wang, "From HCOOH to CO at Pd Electrodes: A Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy Study", J. Am. Chem. Soc, 133, pp.14876~ (2011)
  6. B. L. Mojet, "In situCharacterization of Heterogeneous Catalysts Themed Issue", Chem. Rev. Soc, 39, pp.4643~ (2010)
  7. K. N. Heck, "Observing Metal-Catalyzed Chemical Reactions In Situ using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy on Pd-Au Nanoshells", J. Am. Chem. Soc, 130, pp.16592~ (2008)
  8. A. Wang, "In Situ Identification of Intermediates of Benzyl Chloride Reduction at a Silver Electrode by SERS Coupled with DFT Calculations", J. Am. Chem. Soc, 132, pp.9534~ (2010)
  9. D.-Y. Wu, "Electrochemical Surface-Enhanced Raman Spectroscopy of Nanostructures", Chem. Soc. Rev, 37, pp.1025~ (2008)
  10. C. L. Haynes, "Surface-Enhanced Raman Spectroscopy", Anal. Chem, 77, pp.338A~ (2005)
  11. S. J. Lee, "Hot Spots in Silver Nanowire Bundles for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy", J. Am. Chem. Soc., 128, pp.2201~ (2006)
  12. S. J. Oldenburg, "Surface Enhanced Raman Scattering in the Near Infrared using Metal Nanoshell Substrates", J. Chem. Phys, 111, pp.4729~ (1999)
  13. L. Piao, "Single Gold Microshell Tailored to Sensitive Surface Enhanced Raman Scattering Probe", Anal. Chem, 82, pp.447~ (2010)
  14. B. J. Kim, "Gold Microshell Tip for In Situ Electrochemical Raman Spectroscopy", Adv. Mater, 24, pp.421~ (2012)
  15. S. J. Kim, "Surface Enhanced Raman Scattering on Non- SERS Active Substrates and In Situ Electrochemical Study based on Single Gold Microshell", Adv. Mater. in press
  16. D. H. Han, "Mercury(II) Detection by SERS based on a Single Gold Microshell", Chem. Commun, 46, pp.5587~ (2010)
  17. S. Lee, "SERS Decoding of Micro Gold Shells Moving in Microfluidic Systems", Electrophoresis, 31, pp.1~ (2010)
  18. E. Kandpal, "Synthesis and Characterization of silica-gold core-shell (SiO2@Au) nanoparticles", Indian Academy of Sciences, 69, pp.277~ (2007)

관련 논문AI추천

이 간행물의 다른 논문 (6건)