环糊精修饰的银纳米材料作为表面增强拉曼基底用于检测多氯联苯的研究

发布时间：2016-12-21 07:59

本文关键词：拉曼光谱仪的研制及预处理方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《山东大学》 2012年

袁敬鹏

【摘要】：拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,发展成为一种能够提供分子结构信息的光谱分析技术。表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)是在普通拉曼光谱的基础上,依靠具有拉曼活性的金属材料来增强普通拉曼信号的一门新兴分析技术手段。表面增强拉曼光谱不仅能提供分子的结构信息,而且具有很高的灵敏度,因此有望在环境分析领域得到越来越广泛的应用。因为多氯联苯是一种典型的持久性有机污染物,所以针对环境中分布的多氯联苯残留物的检测显得尤为重要。本文通过制备有效的拉曼增强基底材料,依据主客体相互作用,重点针对多氯联苯(PCBs)进行检测分析。随着材料学、纳米技术的发展,表面增强拉曼基底的重现性和稳定性将会大大提高。其中将SERS传感器发展成为简便高效的分析检测器件将是一个很有发展前途的方向。本论文的主要内容具体归纳如下： 1.环糊精分子修饰的SERS基底材料用于检测水相中低浓度的多氯联苯对金属银纳米结构薄膜进行化学修饰,利用p-环糊精(p-CD)“内疏水外亲水”的特殊结构性质来吸附水相中疏水性有机物分子。实验中所用的环糊精采用巯基改性的p-环糊精(HS-CD),并且通过红外光普、拉曼光谱和元素分析等手段表征了产物的成分。本实验中利用银氨溶液和金属铜的置换反应,通过“一步法”合成了一种环糊精修饰的表面增强拉曼基底材料。该基底材料通过扫描电镜(SEM)和X-射线粉末衍射(XRD)分析了表面银纳米颗粒的分布。我们选用PCB15和PCB77作为目标分子,配制一系列浓度的样品溶液,用制备的SERS基底通过拉曼光谱仪进行拉曼增强性能的分析。实验结果表明与未修饰环糊精的基底材料相比,修饰了环糊精的基底能够有效富集并检测出PCBs分子。根据PCBs分子1600cm-1处的苯环振动作为特征峰,根据实验结果计算得出SERS基底的增强因子。 2基于耦合原理,主客体相互作用构筑共振增强效应的SERS热点环糊精分子与多氯联苯分子的空间尺寸匹配的理论计算,决定了其作为主体分子可以选择性的与客体多氯联苯分子耦合吸附。基于以上理论推测,我们以环糊精分子与PCBs分子的主客体配合物精确定位于上下两层银纳米材料之间,构筑“富热点”的三维空间SERS基底材料。底层采用环糊精修饰的基底(详见课题1),上层采用共振效应显著的银纳米立方块材料。PCB77多氯联苯分子作为探针分子应用于该材料的SERS效果研究。相对于二维平面的基底材料,三维的空间SERS基底具有更显著的增强因子。本文通过XRD、TEM、SEM、FT-IR和Raman等表征手段分别对该材料的表面形貌、结构尺寸、晶体属性和SERS性能进行了分析研究。

【关键词】：
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB383.1
【目录】：

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