Production and Characterisation special Silversols and their Application in the SERS-Spectroscopy

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Silbersole durch die Vermischung von Silbernitrat mit Hydrazinmonohydrat unter Zusatz von Natronlauge zur Einstellung des pH-Wertes auf unterschiedliche Art und Weise hergestellt. Die Bildung der Silbersole wurde dabei durch die Messung der Absorbanz bei 420 nm verfolgt. Anschließend wurde das jeweils zugehörige Spektrum aufgenommen. Zur Feststellung eventuell auftretender Veränderungen wurden die Spektren auch über einen Zeitraum von mehreren Wochen immer wieder registriert. Die Vermischung von Silbernitrat und Hydrazinmonohydrat erfolgte entweder einstufig, oder in zwei Schritten, indem einer der beiden Reaktanten nach einer bestimmten Zeitspanne zugegeben wurde. Dabei zeigte sich, dass das Hydrazinmonohydrat nach zwei Mechanismen oxidiert werden kann, zum einen handelt es sich um eine 1e--Übertragung, zum anderen um eine 4e--Übertragung. Abhängig von den gewählten Konzentrationsbedingungen und dem pH-Wert, dominiert der 1e- oder 4e --Mechanismus. So begünstigt ein Überschuss an Hydrazin den 1e--Mechanismus und ein Überschuss an Silberionen den 4e--Mechanismus. Sole mit einer ausgeprägten Plasmonenbande wurden nur bei pH-Werten > 10 und einem großen Überschuss an Silberionen erhalten. Für den Fall, dass die pH-Werte 10 and for an excess of silver ions. On the contrary, reaction conditions that comprise a pH smaller than 10 and a stoichiometric excess of hydrazine led to sols with unspecific transitions of low absorbance in the visible range. Correlating the microscopic (i.e., TEM) with the spectroscopic (i.e., absorption spectra) analysis indicates that sols, which give rise to the plasmonic absorptions, are largely monodisperse with a mean particle diameter of ca. 25 nm. Sols formed, on the other hand, in the presence of an excess of hydrazine are polydisperse and posses a mean particle diameter of 80 nm. Remarkably, colloids that were prepared by the sequential technique with a 4-to-1 ratio of the silver and hydrazine reactants are particularly well suited for performing SERS experiments. In this light, addition of chloride emerged as a powerful means to ensure the long time stability of the sols. This finding is of great significance when considering SERS experiments. Nile blue A and crystal violet were used as model substances to support the feasibility of SERS measurements. Particularly, noteworthy is the finding that under some conditions the addition of chloride is non-compulsory