高增敏纳米金/银间隙耦合SERS基底在环境有毒物质萃取分析中的应用研究
发布时间：2020-12-21 18:43
随着社会的发展和人类活动的增多,工业、农业等生产活动中产生的环境污染物日益增多。很多环境有毒物质对人体有致癌等毒副作用,可以通过食物链导致体内累积,威胁人类健康,还可以在环境介质中发生迁移,造成水体污染、土壤污染及大气污染,引起生态环境问题。因此,环境有毒物质是环境监测的重要研究对象。表面增强拉曼光谱（SERS）是分子振动光谱,是一种基于表面敏感的检测技术。表面增强拉曼光谱具有快速、易操作、不受水环境干扰、检测所需样品量少、可原位无损检测等优点。可以通过SERS提供的拉曼峰位置、峰数、峰高等指纹特征来进行物质识别和结构分析,还可以提供目标分子在基底上的吸附行为、相互作用机制等相关信息。近几年便携式拉曼仪的迅速发展为SERS的现场分析提供了硬件基础,SERS在环境监测、材料分析、食品安全、生物医学、安全防恐等领域被广泛应用。本文通过调控金、银纳米颗粒形貌及SERS“热点”分布,利用纳米间隙耦合,制备具备显著SERS增强、良好稳定性及生物相容性的高增敏SERS基底,从几个方面进行了讨论:1、五氯酚和五氯硝基苯具有毒性、抗降解性和累积性,人类长期接触会对肝脏、肾脏和神经系统造成损害。通过电化...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３利用原子层沉积ＳＥＲＳ与距离的关系曲线［３６：ｌ??
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每个纳米颗??粒都受到外部磁场的作用以及附近纳米颗粒的极化作用，也就是不仅是外部场，??一个纳米颗粒中的诱导偶极子也会导致另一个纳米颗粒的极化。但是，缩小纳米??颗粒之间的间隙所能达到的ＳＥＲＳ增强是有限的，当间隙非常小的时候（＜?１?ｎｍ），??会出现“电子隧穿”等量子力学现象，从而限制了电磁增强［４９＿５１］。??ａ）??－？?＋＋?＼?＾??？?＋?ｉｉＳＩＰ．?？?＋??／上／??ｂ）?＋＋＋＋＋＋、?…、??｜?＿?丨?￡。??－．?．??图１－６由两个纳米颗粒形成的二聚体（由间隙隔开）在外部电场Ｅｏ的作??用下被极化，一个分子位于间隙的中间。［４８］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ａ?ｄｉｍｅｒ?ｆｏｒｍｅｄ?ｂｙ?ｔｗｏ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，?ｓｅｐａｒａｔｅｄ?ｂｙ?ａ?ｇａｐ?ｇ，?ｉｓ??ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎ?ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?Ｅ〇；?ａ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｉｓ?ｐｌａｃｅｄ?ｉｎ??ｔｈｅ?ｍｉｄｄｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇａｐ．网??（ａ）?Ｅｏ沿二聚体的主轴偏振，（ｂ）?Ｅ〇沿直于主轴偏振，纳米粒子内部??的蓝色箭头代表感应的偶极子。??＾?Ｉ??１〇８?１〇ｓ??＾?ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ?ｆａｃｔｏｒｓ??｜；?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ：?屬??图１－７增强因子在两个金胶体（半径＝３０?ｎｍ）间隙区域（２?ｎｍ）的分布图％??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ?ｆａｃｔｏｒ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｇｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇａｐ?（２?ｎｍ）?ｂｅｔｗｅ
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗坏血酸还原法制备金纳米花的机理[J]. 杨爽,纪小会,杨文胜. 高等学校化学学报. 2016(12)
[2]对氯硝基苯吸附在银纳米粒子上的偶联反应[J]. 罗文丽,苏亚琼,田向东,赵刘斌,吴德印,田中群. 物理化学学报. 2012(12)
[3]HPLC测定水产品中孔雀石绿、亚甲基蓝、结晶紫及其代谢物的残留量[J]. 宫向红,徐英江,任传博,刘慧慧,田秀慧,张世娟. 食品科学. 2012(04)
[4]表面增强拉曼散射强度与金纳米粒子粒径关系[J]. 王健,朱涛,张续,刘忠范. 物理化学学报. 1999(05)
本文编号：2930301
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３利用原子层沉积ＳＥＲＳ与距离的关系曲线［３６：ｌ??
ｉｇｏｍｅｒ??翻?１＾：?＃?１１１??｜?Ａｕ?ｃｏｒｅ?ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ?Ａｕ?ｎａｎｏｒｏｄｓ?ｏｎ?ｓｕｐｐｏｒｔｅｒｓ??ｆ?４?（ｆ）?Ａｉｌ?ＮＰｓ?ｏｒｄｅｒｅｄ?ａｓｓｅｍｂｌｙ??（Ｆ７＾?ｌ｜２??■?Ｎａｎｏｂｕｍｐ?Ｎａｎｏｖｏｉｄ??■?０?（ｇ）?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ?ｓｕｒｆａｃｅ??ＳＳｍＳＳｋ??ｌ?Ｊ??ｎａｎｏｈｅｐｔａｍｅｒ?咖ｏｃｏｗ?ｑｕａｄｒｕｍｗ??（ｈ）?Ｎａｎｏｈｅｐｔａｍｅｒ?ａｎｄ?ｎａｎｏｐｙｒａｍｉｄ??图１－５?用于痕量分子检测的ＳＥＲＳ热点［４６］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５?Ｓｅｃｏｎｄ－ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ＳＥＲＳ?ｈｏｔｓｐｏｔｓ?ｆｏｒ?ｔｒａｃｅ－ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．［４６］??ＳＥＲＳ增强在基底上的分布通常是非均匀的，由少量ＳＥＲＳ信号非常强烈的??区域和大面积只有轻微增强的区域组成。表面等离激元基底的电磁增强分布极不??均句，主要集中在非常小的“热点”空间区域［４６］（图１－５）。从结构上看，这些“热??点”通常是非常尖锐的针尖、纳米颗粒之间的间隙或是纳米颗粒与基底表面之间??的纳米间隙［４７］，与尖锐的针尖相比，纳米间隙放大光学信号的效率要高得多。??当纳米颗粒彼此很靠近时，在小的间隙中会产生很强的电场，图１－６展示了??一个分子被置于两个金属纳米颗粒之间的情况。在ａ和ｂ中，电磁场分别沿二聚??１２??
每个纳米颗??粒都受到外部磁场的作用以及附近纳米颗粒的极化作用，也就是不仅是外部场，??一个纳米颗粒中的诱导偶极子也会导致另一个纳米颗粒的极化。但是，缩小纳米??颗粒之间的间隙所能达到的ＳＥＲＳ增强是有限的，当间隙非常小的时候（＜?１?ｎｍ），??会出现“电子隧穿”等量子力学现象，从而限制了电磁增强［４９＿５１］。??ａ）??－？?＋＋?＼?＾??？?＋?ｉｉＳＩＰ．?？?＋??／上／??ｂ）?＋＋＋＋＋＋、?…、??｜?＿?丨?￡。??－．?．??图１－６由两个纳米颗粒形成的二聚体（由间隙隔开）在外部电场Ｅｏ的作??用下被极化，一个分子位于间隙的中间。［４８］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ａ?ｄｉｍｅｒ?ｆｏｒｍｅｄ?ｂｙ?ｔｗｏ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，?ｓｅｐａｒａｔｅｄ?ｂｙ?ａ?ｇａｐ?ｇ，?ｉｓ??ｐｏｌａｒｉｚｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎ?ｅｘｔｅｒｎａｌ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?Ｅ〇；?ａ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｉｓ?ｐｌａｃｅｄ?ｉｎ??ｔｈｅ?ｍｉｄｄｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇａｐ．网??（ａ）?Ｅｏ沿二聚体的主轴偏振，（ｂ）?Ｅ〇沿直于主轴偏振，纳米粒子内部??的蓝色箭头代表感应的偶极子。??＾?Ｉ??１〇８?１〇ｓ??＾?ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ?ｆａｃｔｏｒｓ??｜；?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ：?屬??图１－７增强因子在两个金胶体（半径＝３０?ｎｍ）间隙区域（２?ｎｍ）的分布图％??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ?ｆａｃｔｏｒ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｇｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇａｐ?（２?ｎｍ）?ｂｅｔｗｅ
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗坏血酸还原法制备金纳米花的机理[J]. 杨爽,纪小会,杨文胜. 高等学校化学学报. 2016(12)
[2]对氯硝基苯吸附在银纳米粒子上的偶联反应[J]. 罗文丽,苏亚琼,田向东,赵刘斌,吴德印,田中群. 物理化学学报. 2012(12)
[3]HPLC测定水产品中孔雀石绿、亚甲基蓝、结晶紫及其代谢物的残留量[J]. 宫向红,徐英江,任传博,刘慧慧,田秀慧,张世娟. 食品科学. 2012(04)
[4]表面增强拉曼散射强度与金纳米粒子粒径关系[J]. 王健,朱涛,张续,刘忠范. 物理化学学报. 1999(05)
本文编号：2930301
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