碳纖維-氧化鋅-銀納米顆粒三維SERS基底制備及應用研究.pdf

1、表面增強拉曼光譜(SERS)檢測時具有靈敏度高，精確度高，檢測速度快，操作簡便，無需樣品預處理等特點，以其高特異性和高靈敏性的特點，在研究分子內部結構和振動模式等方面有獨到的優(yōu)勢并獲得了廣泛的應用，在物理、化學、生物、醫(yī)學等方向的應用也得到了極大的重視。近年來對于表面增強拉曼檢測的研究關注于表面增強拉曼基底的制備，除了常用的金屬基底，對于半導體拉曼基底和以金屬和半導體復合結構作為表面增強拉曼基底的研究也越來越多，這種復合基底不僅同時具有

2、金屬和半導體的性質，同時復合結構中的電荷轉移過程對SERS增強也有一定的貢獻。
　　本論文基于此，制備了三維的金屬/半導體復合結構作為SERS基底，通過水熱生長制備環(huán)繞碳纖維生長的氧化鋅陣列，通過原位生長的方法將銀納米顆粒和氧化鋅陣列進行組裝，制備了三維復合體系，并進一步研究這種復合結構作為SERS基底的性能和應用，檢測發(fā)現制備的SERS基底檢測限為10-10 M，增強因子為3.17×109，可以通過光催化原理實現重復利用。主要內

3、容歸納如下:
　　1、通過水熱生長法在碳纖維上生長整齊排列的氧化鋅微米棒陣列，用原位組裝的方法在氧化鋅微米棒陣列表面組裝銀納米顆粒，得到三維的碳纖維/氧化鋅/銀納米顆粒復合結構，對其結構進行表征。通過對于銀納米顆粒的尺寸和間距的調節(jié)，優(yōu)化了基底的增強性能，制備了高靈敏度的三維復合納米結構作為表面增強拉曼基底。
　　2、以對巰基苯胺(PATP)為探針分子，探究了SERS基底的增強性能，檢測限為10-9M，增強因子為3×109。

4、為了進一步探究這種復合結構中的拉曼光譜增強機理分別檢測氧化鋅和銀納米顆粒在這種復合結構中對于拉曼增強效應做出的貢獻。結果表明，三維的氧化鋅/銀納米顆粒復合結構的拉曼增強效果要遠高于單獨的銀納米顆粒基底和氧化鋅基底，電磁增強和化學增強機制同時起作用。對于復合體系中的相互作用和三維結構對于SERS增強的貢獻做了簡單的探討。
　　3、以有機污染物苯酚紅為探針分子，進行SERS基底的應用檢測，檢測時信號穩(wěn)定性、均勻性良好，拉曼信號的強度和