一种基于AAO树枝状银SERS基底的制备及其在气体检测上的应用

表面增强拉曼散射(SERS)技术因具有高效检测与识别能力而成为一种常用的物质检测手段.本文采用电化学沉积法在阳极氧化铝(AAO)基上制备了树枝状银纳米材料并得到SERS基底,并研究了电化学沉积时间与PVP/AgNO3浓度对树枝状银形貌的影响.结果表明,PVP/AgNO3浓度为0.06M、电化学沉积5min时所获AAO基树枝状银具备最佳的SERS性能.利用此基底组装的便捷式拉曼气体检测装置对甲醛蒸汽、4-DNT蒸汽、二甲苯蒸汽的SERS检测也得到了很好检测信号与较短的响应时间.     

聚集态铑纳米粒子的制备及表征的初步研究

在水溶液中用抗坏血酸还原三水合氯化铑得到了形状较均一的聚集态铑纳米粒子．高分辨扫描透射电镜结果显示，该聚集态铑纳米粒子尺寸约为20nm，是由数十个平均粒径为4nm的小纳米粒子聚集构成．将聚集态铑纳米粒子分散到玻碳电极表面上，进行了电化学和表面增强拉曼散射（SERS）表征．以CO作为探针分子的SERS实验结果显示该聚集态的铑纳米粒子具有较高的SERS活性，并且聚集态铑纳米粒子的电子性质与粗糙Rh电极存在差异．     

从废旧DVD光盘到电化学方法可控的SERS基底

表面增强拉曼散射（SERS）光谱是一种高灵敏的检测技术，但制备高活性和低成本的SERS基底仍然是一大挑战.采用低成本的商业数字视频光盘（DVD）作为载体，用电化学技术原位合成金-银（Ag-Au）复合纳米结构作为SERS基底.通过电化学粗糙化技术，无需添加硝酸银（AgNO₃）和四氯金酸（HAuCl₄）前驱体溶液，就可以在DVD光盘上的沟槽状金银反射层表面上得到Ag-Au轨道团簇形态.经过一系列表征和优化，研究了Ag-Au复合纳米结构的SERS性能.结果表明：这种DVD衍生的SERS基底对不同的拉曼探针分子均表现出优异的增强性能、高均匀性（相对标准偏差（RSD）为7.88％）和出色的稳定性.这种简便高效的制备方法以及较高的SERS活性，使得DVD衍生的SERS基底成为开发便捷和一次性传感平台的较佳选择.     

高分子/金属界面微观结构的拉曼光谱研究及分子设计

该项目打破了表面增强拉曼只能用在电化学池中的界限,建立了方法简便、效果好的表面增强拉曼散射制样技术,首创了用硝酸蚀刻法制备具有SEKS效应的金属基底的方法,可将单分子层吸附物的拉曼光谱信号提高105～6倍.该项目得到美国军方的关注,论文多次被他人引用.     

银溶胶的制备、表征及应用

采用柠檬酸钠还原法制备银溶胶.利用银溶胶作为SERS活性基底,研究该基底在硫氰酸钠水溶液的表面增强拉曼光谱,硫氰酸钠与银溶胶不同配比混合所产生的拉曼信号,探究最佳配比.     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.     

Pt-Ru电极上的CH3OH吸附和氧化的电化学拉曼光谱研究

通过在经过特殊表面粗糙的Pt上欠电位沉积不同覆盖度的Ru原子，制备出具有表面增强拉曼活性的Pt-Ru电极，同时利用高灵敏度的共焦显微拉曼光谱仪，成功地原位研究了粗糙Pt-Ru电极上CH3OH的解离吸附和氧化过程。根据在不同电极电位下所获得的表现拉曼谱，初步探讨了Pt-Ru电极上CH3OH催化氧化的反应机理。     

粗糙化金纳米棒SERS探针用于生物成像研究

金纳米棒(AuNR)是制备近红外表面增强拉曼散射(SERS)探针最为经典的纳米材料,但存在拉曼信号增强能力弱等缺点.本研究通过在巯基-聚乙二醇修饰的AuNR表面原位还原、生长金纳米颗粒的方法,制备了一种新型的表面粗糙化金纳米棒(R-AuNR),并以此构建SERS纳米探针用于生物成像研究.金纳米颗粒的生长使Au NR表面生成了大量的纳米间隙(即"热点"区域),提高了AuNR表面粗糙度,因此其SERS增强能力显著提高.基于R-AuNR的SERS探针的灵敏度较基于Au NR的探针提高2～8倍,细胞与活体小鼠的成像实验表明R-AuNR SERS探针具有很好的生物成像能力.     

MOF/Au复合纳米粒子的制备及其SERS性能研究

表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有检测速度快,灵敏度高、样品预处理要求低等特点,在痕量有机污染物检测方面占据越来越重要的地位.本文分别用水热法和水溶液还原法制备得到MIL-101和Au纳米粒子,并利用静电相互作用制备得到MIL-101/Au复合纳米粒子.通过调节Au纳米粒子尺寸和MIL-101表面分布密度优化复合基底的SERS性能,探究了最优配比的复合基底对罗丹明6G(R6G)的检测限,低至10~(-11) M,证明MIL-101/Au复合纳米粒子对探针分子具有高灵敏度.并将其应用于持久性有机污染物的检测领域,对荧蒽的检测限可达10~(-9) M,而对3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB-77)可达到10~(-5) M.     

环腺苷酸和腺苷酸在电极上的拉曼光谱研究

利用电化学－表面增强激光拉曼光谱方法对环腺苷酸和腺苷酸在银电极和金电极上的增强拉曼光谱进行了研究,实验表明在粗糙的银电极和金电极上都可以获得环腺苷酸和腺苷酸的增强拉曼光谱,并探讨了拉曼峰强度与电解电位、电极材料及激光照射时间的关系。     

类毛线团表面银微球的制备及其表面增强拉曼散射性能研究

以低分子量聚丙烯酰胺（PAM）为模板,通过液相化学还原法首次制备了类毛线团表面银微球,并采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及氮气吸附法对银微球形貌及分散性进行表征。结果表明,微球是由纳米片有序组装而成的介孔材料,表面遍布棱角和狭缝。考察了PAM分子量、硝酸银浓度及还原体系pH值变化对银球结构的影响,并对类毛线团表面的形成过程进行了阐述。将银球用作表面增强拉曼散射（SERS）检测基底,可显著地增强罗丹明B（Rh B）分子的拉曼信号强度,能够检测出浓度低至10^-16mol/L的Rh B。     

有序金纳米阵列的可控制备及其表面增强拉曼光谱

介绍了一种大面积规则有序、结构可控、灵敏度高、稳定性良好、制备方法简单且易操作的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 活性基底. 以阳极氧化铝(anodic aluminum oxide, AAO) 模板一次氧化后形成的有序凹坑阵列为模板, 采用真空镀膜技术, 制备了有序的金纳米帽阵列SERS 活性基底, 并以罗丹明6G (Rhodamine 6G , R6G) 为探针分子, 测试和分析了该SERS 活性基底的表面增强拉曼光谱的特性. 结果表明, 这种SERS 活性基底对罗丹明6G 的拉曼散射信号可达到10⁷, 具有较好的增强作用. 该纳米帽阵列结构在1 363 cm⁻¹处的增强效果是相同厚度的普通金膜的7 倍, 且稳定性良好, 并且在放置6 个月之后, 其增强效果基本不变, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.     

不同形状的氧化石墨烯-金纳米粒子对对硝基苯酚的表面增强拉曼活性特性分析

通过种子生长法合成了不同形态的金纳米粒子,之后加入至氧化石墨烯水分散液中超声震荡得到不同形状的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物。运用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱等表征手段,探究复合物的表面结构、结合能与电荷状态,通过对对硝基苯酚的检测以表征其拉曼活性,并分析造成不同增强效果的原因。结果表明,氧化石墨烯-金纳米粒子复合物表现出良好的表面增强拉曼活性,可以成功地检测到10^-5 mol/L的对硝基苯酚,且复合物的表面增强拉曼活性因金粒子的形状不同而有所差异。     

银纳米粒子构筑树枝状微纳结构用于表面增强拉曼散射的研究

通过简便的电化学沉积法制备出一种新颖的由树干、树枝和树叶构筑的树枝状银微纳结构。采用SEM和XRD等技术对所制备的银微纳结构进行结构表征,并结合其结构特点对树枝状银微纳结构的形成机制进行了初步探讨,制备的树枝状纳银具有极强的对称性的结构。单分子检测实验表明,由于树枝银的高纵横比、众多的间隙结构和纳米尺寸的单晶树叶状银等结构特点,所制备的树枝状银微纳结构作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)的基底具有优异的SERS活性,可用于超低浓度的单分子检测。     

模板法制备银纳米点阵活性基底及其用于葡萄糖的高灵敏检测

介绍了基于超薄氧化铝模板(ultra-thin alumina mask, UTAM)制备的金属银纳米点阵表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底用于葡萄糖的高灵敏检测方法. 以UTAM为模板, 采用真空镀膜制备了大面积高度有序的银纳米点阵活性基底. 该基底的表面经过预处理, 吸附了一层癸硫醇/巯基己醇自组装分子层, 可用于检测葡萄糖. 研究结果表明, 该基底使葡萄糖分子的表面拉曼增强信号得到极大增强, 且增强信号均一稳定、检测灵敏, 特征峰的强度相对标准偏差小于10%. 该制备方法具有易操作、成本低的特点.     

氧化石墨烯-金纳米粒子复合物的表面增强拉曼活性特性

通过水热法合成了氧化石墨烯-金纳米粒子复合物,利用透射电镜和紫外光谱对其进行表面特征和吸收特征分析,并以结晶紫为探针分子,利用拉曼技术分析其拉曼活性。研究结果表明,实验得到的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物可以成功检测到10^-4 mol/L的结晶紫溶液,具有良好的拉曼活性。     

一种新的表面增强拉曼散射活性基底——在阳极氧化铝模板上用激光脉冲沉积制备镍纳米线

在制备出的阳极氧化铝模板上利用激光脉冲沉积法制得了直径为40nm～70nm的镍纳米线,将镍纳米线涂在栽玻片上作为基底,可以测得很强的苏丹红Ⅱ的表面增强拉曼散射光谱和尖端增强拉曼散射,扩大了表面增强拉曼散射的应用范围,也表明它存在着新的增强方式。同时,用密度泛函理论分别计算了苏丹红Ⅱ的拉曼散射与表面增强拉曼散射的频率。     

喷墨打印纸质SERS基底应用于水果中福美双的检测

采用喷墨打印技术在疏水性相片纸表面沉积银纳米薄膜，制备了一种高效的纸质表面增强拉曼散射（SERS）基底（银纳米薄膜/相片纸），并利用接触角测量仪与扫描电子显微镜（SEM）表征相片纸书写前后的浸润性和表面形貌.通过模拟福美双在果皮表面及果汁中的残留状态，对银纳米薄膜/相片纸基底的应用潜力进行评价.研究发现，该基底可以直接识别出果汁溶液或果皮表面掺杂的福美双分子，不需作任何预处理.对掺杂福美双的果汁最低检测的质量浓度低至0.024 mg∙L^-1，且特征峰强度与浓度间具有较好的线性关系；对果皮表面残留福美双分子的检测限为0.25 ng∙cm^-2.此外，在吸附福美双/果汁的基底表面随机选取10个点，研究银纳米薄膜/相片纸的均匀性，经计算1 142和1 377 cm^-1处的特征峰的相对标准偏差分别为7.8%和5.7%.结果表明：银纳米薄膜/相片纸在农药残留检测方面具有潜在的应用前景.     

均匀表面增强活性基底上孔雀石绿的SERS

利用自组装技术将50nm的纳米金吸附到修饰了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的玻片上,制备得到牢固的SERS活性基底．扫描电子显微镜（SEM）对其表面粒子形貌表征表明：形成了有序的单层吸附的纳米金粒子膜,无明显团聚现象．结合Ramanmapping技术,以孔雀石绿这一禁用兽药为探针分子,观察了基底表面的SERS信号分布,计算得到各点信号的相对标准偏差低于10％．基底在水溶液中浸泡48h后,仍能保持较好的稳定性和高的SERS活性．结果表明：该基底制备简单,均匀性和重现性好,在水溶液中稳定性高,对孔雀石绿的检测限可达5×10^-9mol·L^-1.