[发明专利]表面等离激元辅助的对碘偶氮苯异构化的方法

说明书

本发明涉及表面增强拉曼散射(SERS)领域，具体涉及一种对碘苯胺(PIAN)分子的反应及对其生成物异构化的调控。将硝酸银溶于水中，加热至沸腾，取柠檬酸钠加入到沸腾的溶液中，反应结束后停止加热，冷却至室温，得到银纳米粒子溶液，备用；取PIAN粉末溶于乙醇中，得到PIAN溶液；将纳米银粒子溶液加入到得到PIAN溶液中。本发明采用一种简单、成本低的的调控策略，利用浓度引发对碘偶氮苯在反式、顺式构型之间的转换，实现了在高浓度下对碘偶氮苯以反式构型存在，而在较低浓度下此分子以顺式构型存在，可有效实现在不同浓度下对碘偶氮苯分子以不同的构型存在。

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼散射(SERS)领域，具体涉及一种对碘苯胺(PIAN)分子的反应及对其生成物异构化的调控。

背景技术

偶氮苯作为化学反应中重要的前体具有举足轻重的作用，被用于制造商业材料，包括联苯染料，橡胶促进剂等。通过将偶氮苯基团引入聚合物中，可以赋予其新的物理化学性质。而偶氮苯的异构化是一种光化学反应，可以在顺反结构之间转换，甚至可以在结晶相中发生。对于偶氮苯异构化的控制也一直受到广泛关注。有研究表明，可以通过电场调节偶氮苯异构化，这激发了可以通过表面等离激元共振(SPR)作为激发源来控制此异构化的过程，因为等离激元效应会在粗糙的金属电极表面产生巨大的电磁场，目前在表面增强拉曼散射(SERS)研究中已被用于增强拉曼信号。

SERS技术被认为是研究分子间相互作用以及监测等离激元辅助偶联反应的有效方法。自从发现等离子体激元驱动的化学反应以来，关于反应机理和影响因素的报道很多。经过如此大量的研究，人们对此有了更深刻的理解，并将其应用于各个领域。使用SERS技术监控偶氮苯衍生物的异构化结构，具有快的响应时间和10⁵-10⁸倍的增强拉曼信号强度的优点。另外，已经证明，SERS具有优异的性能表现出高的灵敏度，检测限低至10^-9M/L。此外，在SERS检测中，可借助面扫技术用于随机选择一定区域后扫描多个点进行检测，这样避免了实验的偶然性的发生，提高了实验的可重复性，并提供了直观的图像来监测反应过程。

偶氮苯在实际应用中具有非常重要的作用，其中，偶氮苯的异构化更是备受关注。研制新型的偶氮苯聚合物，主要利用偶氮苯的的异构化使其在光信息存储材料、非线性光学材料、液晶材料、生物分子活性光调控等领域都有重要的价值。所以对于偶氮苯异构化的调控的研究也越来越多，虽然可以通过多种方法来实现偶氮苯的异构化，但是可以知道无论是光反应还是电场调控等手段，都存在着过程繁琐，成本高等缺点，所以追求简单、成本低的技术方案去实现这个过程就显得尤为重要。

发明内容

本发明基于表面等离激元辅助调控了对碘偶氮苯的异构化。内容主要包括基底的制备及PIAN分子反应的探究以及浓度对生成物偶氮苯异构化的调控等方面。具体而言：

1)本发明采用柠檬酸钠还原法合成的Ag NPs作为SERS增强基底，使得PIAN分子在表面等离激元辅助下发生偶联反应，生成了对碘偶氮苯分子。

2)在SERS技术的监控下，对一系列浓度的PIAN分子的等离激元催化偶联反应进行了探究，结果发现反应产物对碘偶氮苯在不同浓度下在1432cm^-1处的拉曼信号峰强度具有明显的差异，实现了对碘偶氮苯的顺反异构化的控制。并通过SEM,TEM,UV-vis等对其性质、形貌和结构进行了表征。

具体技术方案如下：一种表面等离激元辅助的对碘偶氮苯异构化的方法，包括如下步骤：

1)纳米银粒子溶液的制备：将硝酸银溶于水中，加热至沸腾，取柠檬酸钠加入到沸腾的溶液中，反应结束后停止加热，冷却至室温，得到银纳米粒子溶液，备用；

2)PIAN溶液的制备：取PIAN粉末溶于乙醇中，得到PIAN溶液；

3)PIAN-Ag NPs溶液的制备：将纳米银粒子溶液加入到得到PIAN溶液中。