二元金/銀基納米材料的可控合成及其在表面增強拉曼散射方面應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2022-01-12 01:13
表面增強拉曼散射(SERS)光譜作為一種高靈敏的分析工具,廣泛應(yīng)用在表面吸附、生物醫(yī)學(xué)檢測、環(huán)境科學(xué)監(jiān)測、化學(xué)和生物傳感器、痕量檢測與分析等領(lǐng)域。貴金屬(如金和銀)納米材料由于其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì),使得它們在SERS領(lǐng)域受到巨大關(guān)注。金/銀納米材料的組成、結(jié)構(gòu)和尺寸等因素直接影響其SERS性能。因此為了提高檢測的靈敏度,需要發(fā)展合成新的高拉曼活性的基底材料的新方法。本論文通過一步濕化學(xué)法成功制備了三種不同形貌和組分的二元金/銀基納米結(jié)構(gòu),深入探究了材料的生長機理,并構(gòu)建SERS傳感器,實現(xiàn)環(huán)境中常見污染物的高靈敏檢測。本論文的主要內(nèi)容如下:(1)高度枝狀A(yù)uPd合金納米荊棘的可控合成及其SERS應(yīng)用利用胸腺嘧啶作為穩(wěn)定劑、封端劑和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,通過一種簡單的一鍋濕化學(xué)法可控合成了高度枝狀的金鈀合金納米荊棘(Au46Pd54NBs)。通過掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(TEM)、能量色散X射線光譜(EDS)、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)等技術(shù)對合成的材料進行了表征,并詳細探究了它的形成機理。使用結(jié)晶紫作為拉曼探針來探究該材料的SERS性能,研究發(fā)現(xiàn)所制備的A...
【文章來源】:浙江師范大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?(a)?Raman技術(shù)與SERS技術(shù)的比較;(b)從傳統(tǒng)型的SERS應(yīng)用演變而來的納米??
由于基底納米材料的結(jié)構(gòu)不同,表面等離子體顯示出兩種不同的模式??[17]:局部表面等離子體(LSPs)和傳播表面等離子體(PSPs),這可以在圖1.3??中看到。??A?Ete7fHr\??B?z??Dielectric??+?+?+?-?-?-?+?+?+?-?-?-?X??Metal??圖1.3?(A)?LSPs和(B)?PSPs共振示意圖??在LSPs中,金屬導(dǎo)帶中的帶負電荷的電子氣體可能被與光(心)相關(guān)的電??場激發(fā),然后驅(qū)動它們共同振蕩[18]。這種振蕩將以一定的激發(fā)頻率(w)與入射??光共振,導(dǎo)致表面電子的強烈振蕩,通常稱為局域表面等離子體共振(LSPR)??[19]。從圖1.3A中可以看出,只有當(dāng)納米結(jié)構(gòu)的尺寸遠小于光的波長時才出現(xiàn)??LSPR。LSPR可以増強吸附在納米粒子表面上的分子所經(jīng)歷的局域場,并增強非??彈性散射光強的范圍,從而達到局部電場增強的四次方。因此,適量增加電場強??5??
1.2.3.3環(huán)境監(jiān)測??在環(huán)境方面,SERS技術(shù)可以用來檢測痕量的農(nóng)藥殘留物(多環(huán)芳烴及其衍??生物等)、水體污染物(重金屬離子、有毒染料等)和環(huán)境病原微生物以及探測??爆炸物(TNT)等[3]。利用合適的SERS基底,可以實現(xiàn)迅速而準確的定量監(jiān)測??環(huán)境污染物[33]。??1.2.4?SERS?基底??由于分子所吸附的表面形態(tài)是能否發(fā)生SERS效應(yīng)和SERS信號強弱的重要??影響因素,因此,基底的表面是否粗糙以及粗糙化程度在很大程度上嚴重影響最??終的SERS效果。綜合考慮上述SERS增強的關(guān)鍵因素,可知:SERS強度主要??取決于基底納米結(jié)構(gòu)的形狀,大小,粒徑以及周圍介電函數(shù)等因素。很明顯,必??須選擇理想的增強基底以確保達到最大的信號強度。因此,合理設(shè)計具有理想形??
本文編號:3583806
【文章來源】:浙江師范大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?(a)?Raman技術(shù)與SERS技術(shù)的比較;(b)從傳統(tǒng)型的SERS應(yīng)用演變而來的納米??
由于基底納米材料的結(jié)構(gòu)不同,表面等離子體顯示出兩種不同的模式??[17]:局部表面等離子體(LSPs)和傳播表面等離子體(PSPs),這可以在圖1.3??中看到。??A?Ete7fHr\??B?z??Dielectric??+?+?+?-?-?-?+?+?+?-?-?-?X??Metal??圖1.3?(A)?LSPs和(B)?PSPs共振示意圖??在LSPs中,金屬導(dǎo)帶中的帶負電荷的電子氣體可能被與光(心)相關(guān)的電??場激發(fā),然后驅(qū)動它們共同振蕩[18]。這種振蕩將以一定的激發(fā)頻率(w)與入射??光共振,導(dǎo)致表面電子的強烈振蕩,通常稱為局域表面等離子體共振(LSPR)??[19]。從圖1.3A中可以看出,只有當(dāng)納米結(jié)構(gòu)的尺寸遠小于光的波長時才出現(xiàn)??LSPR。LSPR可以増強吸附在納米粒子表面上的分子所經(jīng)歷的局域場,并增強非??彈性散射光強的范圍,從而達到局部電場增強的四次方。因此,適量增加電場強??5??
1.2.3.3環(huán)境監(jiān)測??在環(huán)境方面,SERS技術(shù)可以用來檢測痕量的農(nóng)藥殘留物(多環(huán)芳烴及其衍??生物等)、水體污染物(重金屬離子、有毒染料等)和環(huán)境病原微生物以及探測??爆炸物(TNT)等[3]。利用合適的SERS基底,可以實現(xiàn)迅速而準確的定量監(jiān)測??環(huán)境污染物[33]。??1.2.4?SERS?基底??由于分子所吸附的表面形態(tài)是能否發(fā)生SERS效應(yīng)和SERS信號強弱的重要??影響因素,因此,基底的表面是否粗糙以及粗糙化程度在很大程度上嚴重影響最??終的SERS效果。綜合考慮上述SERS增強的關(guān)鍵因素,可知:SERS強度主要??取決于基底納米結(jié)構(gòu)的形狀,大小,粒徑以及周圍介電函數(shù)等因素。很明顯,必??須選擇理想的增強基底以確保達到最大的信號強度。因此,合理設(shè)計具有理想形??
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