贵金属/半导体复合物：表面增强光谱基底和原位监测
发布时间：2024-04-16 19:42
贵金属纳米颗粒(如Au、Ag、Cu)因其独特的表面等离子体共振(SPR)性质而引起人们的关注。SPR是一种金属表面的自由电子在振动频率与入射光振动频率相同时,发生的一种共振现象。贵金属纳米颗粒的这种独特的光学性质使其在表面增强光谱、光电器件、生物/化学传感器等领域得到了发展。在表面增强光谱的研究中,表面增强拉曼散射光谱(SERS)和表面增强红外吸收光谱(SEIRA)是两种非常重要的检测技术,也是本论文的研究重点。SERS和SEIRA是两种互补的探测分子结构信息的手段,都是利用SPR的局域及近场增强特性发展起来的技术。SERS作为一种常用的分析手段,具有高灵敏性、高选择性、无损性、高重复性等优点,在环境科学、生物科学、痕量分析、化学传感器等领域都有广泛的应用。在SERS的应用过程中,如何提高SERS基底的增强性能及拓展SERS的应用领域是两个值得探讨的问题。本论文主要制备了几种贵金属-半导体复合物用作SERS或SEIRA基底,并将其用于催化降解反应或有机催化反应,具体包括以下几个方面:(1)Cu S作为一种重要的金属硫化物半导体材料,由于其独特的光电性能而引起了人们的研究兴趣。这种窄带隙...
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 表面等离子体共振的研究进展
1.2.1 表面等离子体共振简介
1.2.2 传导型表面等离子体共振(PSPR)
1.2.3 局域表面等离子体共振(LSPR)
1.3 表面等离子体共振的应用
1.3.1 表面增强荧光光谱(SEF)
1.3.2 表面增强红外吸收光谱(SEIRA)
1.3.3 表面增强拉曼光谱(SERS)
1.4 贵金属/半导体复合物作SERS基底的设计思路
1.4.1 介电环境对贵金属LSPR的影响
1.4.2 贵金属-半导体复合物对SERS的增强
1.4.3 贵金属-半导体复合物的多功能应用
1.5 选题思路与主要研究内容
参考文献
第二章 双功能Au/CuS复合物作为催化剂和SERS基底在染料降解及原位监控中的应用
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 纳米片自组装成的CuS多级结构的制备
2.2.3 Au/CuS复合物的制备
2.2.4 Au/CuS复合物类过氧化氢酶活性测试
2.2.5 时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain，FDTD)模拟
2.2.6 SERS 监控 R6G 分子的降解过程
2.2.7 测试表征
2.3. 结果与讨论
2.3.1 结构与形貌分析
2.3.2 FDTD模拟
2.3.3 Au/CuS复合物的SERS性能
2.3.4 Au/CuS复合物的类过氧化氢酶活性
2.3.5 Au/CuS复合物对有机染料的催化降解
2.3.6 SERS原位监控R6G分子的降解
2.4 小结
参考文献
第三章 双功能Au/FeS复合物在原位SERS监控及染料降解中的应用
3.1 前言
3.2 实验试剂及制备方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 FeS纳米结构的制备
3.2.3 Au/FeS复合物的制备
3.2.4 Au/FeS复合物类过氧化氢酶活性测试
3.2.5 SERS监控R6G分子的降解过程
3.2.6 测试表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Au/FeS复合物的表征
3.3.2 Au/FeS复合物的SERS性能
3.3.3 Au/FeS复合物的类过氧化氢酶活性
3.3.4 SERS原位监控R6G分子的降解
3.4 小结
参考文献
第四章 Au/PbS复合物的SERS活性及半导体带隙对SERS性能的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及方法
4.2.2 时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)模拟
4.2.3 测试表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 PbS纳米结构的制备与表征
4.3.2 Au/PbS复合物的表征
4.3.3 Au/PbS复合物的SERS性能
4.3.4 不同带隙半导体对SERS性能的影响
4.4 小结
参考文献
第五章 单一前驱体法制备Cu/V2O5复合物：用作SERS基底和偶联反应催化剂
5.1 前言
5.2 实验材料和方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 钒酸铜纳米带的合成
5.2.3 Cu/V2O5复合物的合成
5.2.4 有机偶联催化过程
5.2.5 Cu/V2O5复合物的SERS测试
5.2.6 测试表征
5.4 结果与讨论
5.4.1 钒酸铜与Cu/V2O5复合物的表征
4.4.2 Cu/V2O5复合物的SERS性能
5.4.3 Cu/V2O5的有机偶联催化活性
5.5 小结
参考文献
第六章 Au/Fe3O4复合物基底对表面增强红外光谱(SEIRA)的可控调节
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂
6.2.2 Fe3O4纳米颗粒的制备
6.2.3 Au/Fe3O4复合物的制备
6.2.4 红外光谱的测试
6.2.5 仪器表征
6.3 结果与讨论
6.4 小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢
本文编号：3956594
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 表面等离子体共振的研究进展
1.2.1 表面等离子体共振简介
1.2.2 传导型表面等离子体共振(PSPR)
1.2.3 局域表面等离子体共振(LSPR)
1.3 表面等离子体共振的应用
1.3.1 表面增强荧光光谱(SEF)
1.3.2 表面增强红外吸收光谱(SEIRA)
1.3.3 表面增强拉曼光谱(SERS)
1.4 贵金属/半导体复合物作SERS基底的设计思路
1.4.1 介电环境对贵金属LSPR的影响
1.4.2 贵金属-半导体复合物对SERS的增强
1.4.3 贵金属-半导体复合物的多功能应用
1.5 选题思路与主要研究内容
参考文献
第二章 双功能Au/CuS复合物作为催化剂和SERS基底在染料降解及原位监控中的应用
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 纳米片自组装成的CuS多级结构的制备
2.2.3 Au/CuS复合物的制备
2.2.4 Au/CuS复合物类过氧化氢酶活性测试
2.2.5 时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain，FDTD)模拟
2.2.6 SERS 监控 R6G 分子的降解过程
2.2.7 测试表征
2.3. 结果与讨论
2.3.1 结构与形貌分析
2.3.2 FDTD模拟
2.3.3 Au/CuS复合物的SERS性能
2.3.4 Au/CuS复合物的类过氧化氢酶活性
2.3.5 Au/CuS复合物对有机染料的催化降解
2.3.6 SERS原位监控R6G分子的降解
2.4 小结
参考文献
第三章 双功能Au/FeS复合物在原位SERS监控及染料降解中的应用
3.1 前言
3.2 实验试剂及制备方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 FeS纳米结构的制备
3.2.3 Au/FeS复合物的制备
3.2.4 Au/FeS复合物类过氧化氢酶活性测试
3.2.5 SERS监控R6G分子的降解过程
3.2.6 测试表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 Au/FeS复合物的表征
3.3.2 Au/FeS复合物的SERS性能
3.3.3 Au/FeS复合物的类过氧化氢酶活性
3.3.4 SERS原位监控R6G分子的降解
3.4 小结
参考文献
第四章 Au/PbS复合物的SERS活性及半导体带隙对SERS性能的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及方法
4.2.2 时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)模拟
4.2.3 测试表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 PbS纳米结构的制备与表征
4.3.2 Au/PbS复合物的表征
4.3.3 Au/PbS复合物的SERS性能
4.3.4 不同带隙半导体对SERS性能的影响
4.4 小结
参考文献
第五章 单一前驱体法制备Cu/V2O5复合物：用作SERS基底和偶联反应催化剂
5.1 前言
5.2 实验材料和方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 钒酸铜纳米带的合成
5.2.3 Cu/V2O5复合物的合成
5.2.4 有机偶联催化过程
5.2.5 Cu/V2O5复合物的SERS测试
5.2.6 测试表征
5.4 结果与讨论
5.4.1 钒酸铜与Cu/V2O5复合物的表征
4.4.2 Cu/V2O5复合物的SERS性能
5.4.3 Cu/V2O5的有机偶联催化活性
5.5 小结
参考文献
第六章 Au/Fe3O4复合物基底对表面增强红外光谱(SEIRA)的可控调节
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂
6.2.2 Fe3O4纳米颗粒的制备
6.2.3 Au/Fe3O4复合物的制备
6.2.4 红外光谱的测试
6.2.5 仪器表征
6.3 结果与讨论
6.4 小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢
本文编号：3956594
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