多孔結(jié)構(gòu)薄膜構(gòu)筑貴金屬SERS活性基底.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射作為一種獨(dú)特的光譜檢測技術(shù)，自發(fā)現(xiàn)以來便在檢測極微量小分子方面發(fā)揮了極大的作用。因此，被逐漸應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測、食品安全、醫(yī)療健康、光電傳感器等諸多領(lǐng)域。眾所周知，活性基底的制備是獲得 SERS（ Surface Enhanced Raman Scattering）信號的前提，為了使SERS技術(shù)更好地應(yīng)用于定量分析，所制備的SERS基底應(yīng)具有增強(qiáng)能力強(qiáng)且均一性好、易于制備和存儲(chǔ)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，SERS活性基底的制備方

2、法尤為重要。國內(nèi)外研究者在SERS活性基底的制備及其表面增強(qiáng)拉曼性能的研究方面已開展了大量的工作并取得了較大的進(jìn)展，但是仍缺乏成本低廉、均勻、穩(wěn)定、重復(fù)性好、增強(qiáng)能力強(qiáng)的通用 SERS活性基底?；诂F(xiàn)狀，本文以蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)薄膜為模板，制備 Au、Au-Ag、Ag納米顆粒薄膜，并對其SERS性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　本論文主要研究結(jié)果如下：
　?。?）采用靜態(tài)呼吸圖方法，制備聚苯乙烯-嵌段-聚（4-乙烯基）吡啶（PS-b-P4

3、VP）蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)薄膜。研究溶劑、聚合物濃度、分子量對蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)薄膜形成的影響。結(jié)果表明：對于PS(122k)-b-P4VP(22k)，以CHCl3為溶劑，當(dāng)聚合物溶液濃度為30 mg/mL時(shí)所形成的蜂窩狀多孔薄膜具備規(guī)整且孔徑均一的有序結(jié)構(gòu)，孔徑約為2.87μm。濃度偏高或者偏低都會(huì)形成不規(guī)整的孔結(jié)構(gòu)。三種不同嵌段比的嵌段共聚物中，當(dāng)嵌段比為5:1時(shí)，獲得的多孔結(jié)構(gòu)薄膜的有序性最佳。以 CS2為溶劑時(shí)， PS(122k)-b-P

4、4VP(22k)的濃度為10 mg/mL時(shí)即可形成規(guī)整結(jié)構(gòu)的多孔薄膜，但孔徑較大，約為4.27μm，隨著濃度的不斷增加，孔結(jié)構(gòu)逐漸消失。
　?。?）上述蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)薄膜經(jīng)處理后作為模板，結(jié)合光化學(xué)還原途徑制備 Au納米顆粒薄膜。HAuCl4溶液濃度為0.025 mol/L（V水:V乙醇=1：1），紫外燈光照3 h的條件下所制備的Au納米顆粒薄膜作為SERS活性基底具備最佳的SERS性能，對R6G（羅丹明6G）分子的增強(qiáng)因子可達(dá)6

5、.50×106，其檢測極限低達(dá)10-8 mol/L，對CV（結(jié)晶紫）分子也具有良好的SERS增強(qiáng)效果，增強(qiáng)因子達(dá)6.03×104。
　?。?）以上述制備的Au納米顆粒薄膜作為模板，同樣采用光化學(xué)還原途徑制備Au-Ag納米顆粒薄膜。AgNO3溶液（V水:V乙醇=1：1）濃度為0.05 mol/L，紫外燈光照2 h的條件下所制備的Au-Ag納米顆粒薄膜作為SERS活性基底具備最佳的SERS性能，對R6G分子的增強(qiáng)因子可達(dá)1.05×10

6、7,其檢測極限低達(dá)10-9 mol/L，對CV分子的增強(qiáng)因子達(dá)2.41×106。并且該基底具備良好的穩(wěn)定性，其拉曼信號的RSD（相對標(biāo)準(zhǔn)偏差）低于20％。
　　（4）采用類似的方法制備Ag納米顆粒陣列薄膜。AgNO3溶液濃度為0.05 mol/L（V水:V乙醇=1：1），紫外燈光照3 h的條件下所制備的Ag納米顆粒陣列薄膜作為SERS活性基底具備最佳的SERS性能，對R6G分子的增強(qiáng)因子可達(dá)1.31×109，其檢測極限低達(dá)10-1