磁性-贵金属多功能SERS基底的制备及性能研究
发布时间：2021-08-13 11:37
本论文分别采用改进的热分解法、沉积法和种子生长法等分别构建了不同结构的F23O4/Au多功能复合SERS基底材料、Fe3O4@Au-Apt多功能复合SERS生物检测基底和Fe3O4@Cu2O-Au多功能复合SERS基底材料。并研究了材料的微观结构、磁学性能以及表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）性能,揭示相关物理化学机制,并对其应用研究进行探索。取得的研究成果如下:（1）利用改进的热分解法,成功制备了尺寸可控并具有快速磁响应性的Fe3O4纳米颗粒。并通过Au种子沉积法成功制备了Fe3O4-Au核-卫星结构的纳米复合材料。以Fe3O4-Au核-卫星结构纳米复合材料为基础利用种子生长法进—步合成了 Fe3 O4@Au核-壳结构的纳米复合材料。系统地研究了两种结构Fe3O4/Au复合纳米材料的微观结构、粒径尺寸和磁响应性等。为了对比两种结构Fe3O4/Au复合纳米材料的SERS活性,本研究使用4-氨基苯硫酚（4-ATP）作为SERS活性探针分子,研究发现Au壳结构可以明显增加材料的SERS活性。另外,这种高SERS活性的多功能复合S...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１粗糙银电极上的ＳＥＥＳ效应??
?第１童绪论???粒表面几纳米甚至几十纳米的位置仍然具有很强的电磁场增强性拉曼强度与入??射光电磁扬强度成正比，对于吸附在粗糙纳米金属表面的探针分子来说，其物理??增强机制如（１．１）所示：??Ｅｅ＾ｔＥＣｏ＾ｔＥ—ｄ１?（１．１）??其中Ｅｅｍ为表面平均增强，Ｅ?（ｃａ）为入射光的入射电场，Ｅ?（〇／）为入射光??的诱发电常分别为入射激光的频率和拉曼散射信号的频率??－＋＋、ｔｒ為金／属球」??Ｉ?們??声＊函垂麵麵垂■棚湯麵函垂？１＊麵昼＊？函■麵，??图１．２局部表面等离子体共振的图解??１．１．４．２化学增强机制??与物理电磁场增强不同，化学增强主要来源于吸附分子与粗糙贵金属纳米颗??粒之间的电荷转移。首先目标分子要充分地吸附在贵金属纳米颗粒的表面上，然??后吸附的分子会通过某种特殊的化学键作用在贵金属纳米颗粒的表面形成某种??化合物，在频率合适的激发光作用下，吸附的分子与贵金属纳米颗粒之间会发生??电荷转移。如图１．３所示，化学增强机制的电荷转移过程主要有两种形式：吸附??分子中最高占有轨道上的电子共振跃迁到贵金属纳米颗粒表面；贵金属纳米颗粒??中的自由电子从金属表面的费米能级共振跃迁到吸附分子中最低占有轨道上。当??两者之间电子转移能量的差値等于入射激光的能量时就会发生共振现象，增加??ＳＥＲＳ体系的有效极化率，从而增强了吸附分子的拉曼信号［１１】。贵金属纳米颗粒??和吸附分子之间的相互作用改变了待测分子的电子云密度，使得拉曼过程的极化??率发生变化，这也是电荷转移模型的关键。因此电荷转移效应只能发生在贵金属??纳米颗粒表面与表面上的第一层吸附分子之间，它的作用范围远不如电磁扬增强??效应那
?第１童绪论???Ｉ???????ＬＵＭＯ?關一＾?ＬＵＭＯ??１?ｉｔ?－－??＾?ｒ?■?＃－ｆｅ?■ｉ，ｆｒ？ｌＷ＇??ｙ?Ｔ??ｉ?Ｅ／々＇、?价带?＼?ｊ??ＨＩＭＯ?ｍ＇ＩＯ??金属?分子?半导体分子??ｔ????＊??图１．３化学増强机理图??１．２ＳＥＲＳ光谱的应用??ＳＥＲＳ光谱具有非常高的检测灵敏度，数据釆集分析速度快，样品的预处理??过程简单，检测过程不会对样品造成损伤，检铡成本低廉。ＳＥＫＳ检测技术具有??的这些明显优势非常依赖具有杰出ＳＥＲＳ活性的纳米基底材料，所以现代纳米材??料合成技术的高速发展，使得ＳＥＲＳ检铡应用的范围不断拓宽，从基础表面科学、??电化学分析领域进一步发展到化工、生物、环境、医学、食品安全等领域的快速??分析检铡应用中。??１．２．１环境污染物检测??ＳＥＲＳ与昔通拉曼散射相比，ＳＥＲＳ检测技术具有起高的灵敏度和优异的选??择性，甚至可以检测到单分子的拉曼信号，具有很强的分析检测能力，既可以进??行定性分析，也可以进行定量分析，因此ＳＥＲＳ技术越来越多的被应用于环境污??染物的检铡中。２：４：６－三硝基甲苯（ＴＯＴ）是一种硝基芳香化合物，主要用于爆??炸物的原料，也会造成水体或空气污染。ＴＯＴ在水或空气中都需要维持在一个??安全的浓度范围内，起过这个浓度范围就会发生危险，因此检测分析ＴＮＴ的浓??度是极其必要的如图１＿４所示，ＬｉａｎｊｕｎＷａｎｇ等人通过静电纺丝和原位化学??还原相结合的方法，制造了一种ＰＣ，＿＿Ａｇ复合３Ｄ柔性ＳＥＲＳ基底材料用于检测??ＴＮＴ，在纳米纤维上修饰４胱氨酸以提高ＴＮＴ分子的捕获效率，其铡得１
【参考文献】：
期刊论文
[1]室温研磨固相反应法制备γ-Fe2O3纳米粉体及其气敏性能研究[J]. 景志红,吴世华. 无机化学学报. 2006(03)
博士论文
[1]多功能磁性/贵金属复合SERS基底的制备及应用研究[D]. 郭红燕.中国科学技术大学 2018
硕士论文
[1]贵金属/TiO2复合微球制备及其SERS性能研究[D]. 李忠涛.黑龙江大学 2014
本文编号：3340359
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１粗糙银电极上的ＳＥＥＳ效应??
?第１童绪论???粒表面几纳米甚至几十纳米的位置仍然具有很强的电磁场增强性拉曼强度与入??射光电磁扬强度成正比，对于吸附在粗糙纳米金属表面的探针分子来说，其物理??增强机制如（１．１）所示：??Ｅｅ＾ｔＥＣｏ＾ｔＥ—ｄ１?（１．１）??其中Ｅｅｍ为表面平均增强，Ｅ?（ｃａ）为入射光的入射电场，Ｅ?（〇／）为入射光??的诱发电常分别为入射激光的频率和拉曼散射信号的频率??－＋＋、ｔｒ為金／属球」??Ｉ?們??声＊函垂麵麵垂■棚湯麵函垂？１＊麵昼＊？函■麵，??图１．２局部表面等离子体共振的图解??１．１．４．２化学增强机制??与物理电磁场增强不同，化学增强主要来源于吸附分子与粗糙贵金属纳米颗??粒之间的电荷转移。首先目标分子要充分地吸附在贵金属纳米颗粒的表面上，然??后吸附的分子会通过某种特殊的化学键作用在贵金属纳米颗粒的表面形成某种??化合物，在频率合适的激发光作用下，吸附的分子与贵金属纳米颗粒之间会发生??电荷转移。如图１．３所示，化学增强机制的电荷转移过程主要有两种形式：吸附??分子中最高占有轨道上的电子共振跃迁到贵金属纳米颗粒表面；贵金属纳米颗粒??中的自由电子从金属表面的费米能级共振跃迁到吸附分子中最低占有轨道上。当??两者之间电子转移能量的差値等于入射激光的能量时就会发生共振现象，增加??ＳＥＲＳ体系的有效极化率，从而增强了吸附分子的拉曼信号［１１】。贵金属纳米颗粒??和吸附分子之间的相互作用改变了待测分子的电子云密度，使得拉曼过程的极化??率发生变化，这也是电荷转移模型的关键。因此电荷转移效应只能发生在贵金属??纳米颗粒表面与表面上的第一层吸附分子之间，它的作用范围远不如电磁扬增强??效应那
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【参考文献】：
期刊论文
[1]室温研磨固相反应法制备γ-Fe2O3纳米粉体及其气敏性能研究[J]. 景志红,吴世华. 无机化学学报. 2006(03)
博士论文
[1]多功能磁性/贵金属复合SERS基底的制备及应用研究[D]. 郭红燕.中国科学技术大学 2018
硕士论文
[1]贵金属/TiO2复合微球制备及其SERS性能研究[D]. 李忠涛.黑龙江大学 2014
本文编号：3340359
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