对氨基苯磺酰胺在银表面的吸附和SERS光谱的理论研究

【作者】 沈晓茹； 庞然； 刘国坤； 吴德印； 田中群；

【机构】 厦门大学化学化工学院化学系电化学研究所；

【摘要】 拉曼光谱是基于拉曼散射效应的振动光谱学检测方法。拉曼散射能用于分子的定性、定量分析以及分子的结构表征,是获得分子指纹信息并用于分子识别的有力手段。1974年,Fleischmann等发现在粗糙银电极表面可以获得吸附吡啶分子的拉曼信号~1,Van Duyne等人研究发现这种信号在表面上被增强了百万倍,并把这种现象称为表面增强拉曼光谱(SERS)~2.磺胺类药物作为一类重要的抗生素药物,已被广泛应用了数十年,是预防牛、猪和家禽等的感染性疾病和促进生长的有效抗菌药物~3。目前,磺酰胺作为磺胺类药物,其制备占制药工业较大份额~4。其中对氨基苯磺酰胺(PABS)是磺胺类抗生素中最为基本的分子,发展对PABS检测方法的研究受到广泛关注。研究中发现在碱性条件下PABS分子的SERS光谱与常规拉曼光谱相比发生了显著的变化~5。为揭示该现象的本质,我们采用密度泛函理论就对氨基苯磺酰胺分子(PABS)拉曼谱图(如图1i)和在碱性条件下SERS谱进行了分析发现吸附PABS的拉曼谱不能解释文献观测的SERS光谱。基于理论分析结果,我们提出PABS在碱性条件下可能发生表面催化偶联反应,生成芳香偶氮化合物。其反应为芳香偶氮二聚体,理论计算其拉曼光谱与实验谱5较好地吻合(如图1ii)。更多还原