PVDF自供电柔性基底的制备及SERS性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体，加入还原石墨烯，制备了具有电场调制性能的PVDF复合材料，进一步将其与具有表面等离子体性能的银纳米线(AgNWs)相结合，制备了一种自供电柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过折叠操作使基底表面带电荷，利用静电引力作用将溶液中带相反电荷的染料分子富集于基底表面后，基底表面银纳米线的表面等离子体共振作用使染料分子的拉曼信号得到增强。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)对自供电柔性基底的形貌和结构进行表征，并利用拉曼光谱仪对该基底的拉曼增强性能进行了探究。研究结果表明，该自供电柔性SERS基底集富集-增强于一体，展现出了优异的拉曼增强性能，有望用于环境污染物分子的高灵敏检测。     

一种新型碳基复合薄膜的制备及其用于火炸药SERS检测的性能

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法制备了一种新型金刚石-多层石墨烯纳米杂化(DMGN)的碳基复合薄膜,该薄膜具有三维多孔形貌.DMGN基底对探针分子结晶紫(CV)的表面增强拉曼散射(SERS)检测结果显示出低的检测限(LOD达10-8 mol/L)和大的增强因子(EF为4.34×102),且均匀性好;经过过...     

一步合成具有SERS性能的Au NPs/rGO复合粉体

采用简单、快速的微波辐射法,以绿色无毒的抗坏血酸为还原剂,一步还原氧化石墨烯(GO)和氯金酸(HAuCl_4)混合分散液制备纳米金/石墨烯(Au NPs/rGO)复合粉体。采用UV-Vis,XRD,SEM,TEM,AFM和拉曼光谱仪对复合粉体结构和表面拉曼增强散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)性能进行表征。微波辐射法可以快速合成Au NPs/rGO复合粉体,GO和HAuCl_4质量比对rGO片层上Au NPs负载量具有调控作用,质量比为1∶3时,AuNPs的负载量最多;Au NPs/rGO复合粉体具有良好的SERS性能和荧光猝灭性,r GO的化学增强和Au NPs的电磁场增强起到了良好的协同作用;复合粉体在612 cm~(-1)处吸收峰的增强因子达到了1.37×10~6。     

基于石墨烯复合薄膜的等离激元传感研究进展

 做为由单层碳原子紧密堆积而成的六边形蜂窝状二维晶体,石墨烯具有高载流子迁移率、良好的生物兼容性和优异的化学稳定性。本文简要综述了石墨烯-金属纳米粒子复合薄膜在表面增强拉曼散射研究进展,以及石墨烯等离激元的激发方式和传感性能。在可见光波段,石墨烯和金属纳米粒子之间的耦合使复合薄膜具有强的光学吸收和局域电场增强,从而使复合薄膜可以作为高灵敏的表面增强拉曼基底。在中红外波段,除可以利用石墨烯微纳结构激发等离激元,还可以对介电基底进行微纳加工利用波导模式激发,使得石墨烯等离激元可能用于折射率传感。讨论了石墨烯基复合薄膜研究过程中面临的机遇和挑战,展望了其在表面增强拉曼和传感方面的应用前景。     

硅纳米线表面喷墨打印纳米银油墨的SERS性能研究

在金属辅助化学刻蚀法制备的硅纳米线表面,通过喷墨打印纳米银油墨制备了银纳米粒子/硅纳米线复合结构基底.通过调节刻蚀时间和刻蚀温度,探究硅纳米线的微观形貌变化,及其对基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.实验结果表明,硅纳米线的长度随着刻蚀时间的延长而增加.当刻蚀温度为40℃、刻蚀时间为8 min时,能够激发更强的SERS信号.银纳米粒子/硅纳米线对探针分子罗丹明6G的最低检测限为10^-7mol·L^-1.     

有序金纳米阵列的可控制备及其表面增强拉曼光谱

介绍了一种大面积规则有序、结构可控、灵敏度高、稳定性良好、制备方法简单且易操作的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 活性基底. 以阳极氧化铝(anodic aluminum oxide, AAO) 模板一次氧化后形成的有序凹坑阵列为模板, 采用真空镀膜技术, 制备了有序的金纳米帽阵列SERS 活性基底, 并以罗丹明6G (Rhodamine 6G , R6G) 为探针分子, 测试和分析了该SERS 活性基底的表面增强拉曼光谱的特性. 结果表明, 这种SERS 活性基底对罗丹明6G 的拉曼散射信号可达到10⁷, 具有较好的增强作用. 该纳米帽阵列结构在1 363 cm⁻¹处的增强效果是相同厚度的普通金膜的7 倍, 且稳定性良好, 并且在放置6 个月之后, 其增强效果基本不变, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.     

模板法制备银纳米点阵活性基底及其用于葡萄糖的高灵敏检测

介绍了基于超薄氧化铝模板(ultra-thin alumina mask, UTAM)制备的金属银纳米点阵表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底用于葡萄糖的高灵敏检测方法. 以UTAM为模板, 采用真空镀膜制备了大面积高度有序的银纳米点阵活性基底. 该基底的表面经过预处理, 吸附了一层癸硫醇/巯基己醇自组装分子层, 可用于检测葡萄糖. 研究结果表明, 该基底使葡萄糖分子的表面拉曼增强信号得到极大增强, 且增强信号均一稳定、检测灵敏, 特征峰的强度相对标准偏差小于10%. 该制备方法具有易操作、成本低的特点.     

基于PMMA纳米纤维森林结构的高性能SERS基底

为了满足实际应用对低成本、易制备表面增强拉曼散射(SERS)基底的需求,采用等离子体技术处理聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料层,在其表面形成纳米纤维森林结构,结合金属溅射工艺,制备SERS基底。在理论分析PMMA纳米纤维的形成机理的基础上,以罗丹明6G(R6G)作为探针分子,进行基底的SERS性能测试。结果表明,该SERS基底的检测限达到10~(-10) mol/L,增强因子达到1.75×10~6,相对标准偏差为6.52%,且在30 d内可以保持较好的稳定性,在生化检测领域具有很大的实际应用潜力。     

半核壳PS@Ag/Fe/Ag阵列的制备与SERS性能研究

表面增强拉曼散射(SERS)光谱已广泛应用在生命科学、化学、医学等诸多领域.设计了一种二维有序的半核壳SERS活性基底.利用自组装技术制备聚苯乙烯(PS)球核,通过磁控溅射系统在其表面包覆Ag/Fe/Ag三层壳,改变Fe的溅射时间,制成不同厚度铁磁性层的半核壳PS@Ag/Fe/Ag阵列.采用532 nm激发波长,选择对巯基苯胺作为探针分子研究SERS基底的活性,其增强因子可达到10~7.SERS的增强主要来源于物理增强(即电磁场增强),实现基底的高灵敏度检测和重现性.铁磁性层的引入对PS@Ag/Fe/Ag阵列的SERS增强具有较好的调控作用.     

原位水热法合成石墨烯基纳米银及在导电胶中的应用

以环氧树脂为基体树脂添加导电材料组成的导电胶具有加工温度低、线分辨率小、对环境污染小等特点,是新型理想的电子封装互连材料,将具有较高导电性的石墨烯基纳米银掺杂在基体树脂中具有增加导电通路的作用。本研究在不添加表面活性剂等其他辅助试剂的反应环境中,用原位还原银氨溶液和氧化石墨烯获得石墨烯基纳米银复合材料,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Χ射线衍射仪和拉曼光谱仪对石墨烯基纳米银复合材料进行了形貌及结构表征,并将复合材料与银粉、环氧树脂基体掺杂制备导电胶,在150℃下固化2 h后,用四探针电阻率仪测试导电胶的电学性能。测试结果表明:平均直径为80 nm的纳米银粒子均匀的分散在石墨烯表面;当在基体树脂和银粉中添加0.2份复合材料后,制备的导电胶的电阻率降至1.4×10~(-4)Ω·cm,与未掺杂石墨烯基纳米银导电胶的电阻率2.2×10~(-4)Ω·cm相比,其电学性能明显提高。     

贵金属/半导体复合SERS基底的研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种高灵敏的分析检测手段,已经被广泛应用到电化学、生物传感、物理学和光催化等领域中.对SERS的研究最首要的任务是制备稳定的、高活性的SERS基底.SERS基底材料经历了由贵金属-过渡金属-半导体-贵金属/半导体复合材料的发展过程.本文对贵金属/半导体复合SERS基底的发展进行了介绍,并对其增强机理进行了简要介绍.复合基底兼具了半导体性能和贵金属基底的高增强能力,相对于单一材料体现出了更多的优越性,目前是SERS基底的研究热点.     

基于纵向间隙等离激元共振增强表面拉曼散射的研究综述

表面增强拉曼散射（SERS）技术具有超高灵敏度、低检测极限、无损伤、快速高效、可提供分子指纹信息等优点,被广泛应用于生物医学、环境监测、食品安全、公共安全等领域。SERS增强与其基底的性能密切相关,制备高灵敏度、均匀稳定、重复性好、大面积的微纳结构基底是SERS技术的重要基础。本文主要介绍基于纵向间隙等离激元共振增强表面拉曼散射的研究进展。根据间隔层的不同,重点阐述了不掺探针分子的纯介质间隔层、掺探针分子的薄膜间隔层以及空气间隔层三种纵向耦合金属微纳结构的制备,并展示其作为SERS基底的各项性能参数。为满足实际检测需求,未来SERS基底需在抗氧化、可循环利用、可折叠弯曲等方面取得进一步的突破。     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.     

三维结构Au-ZnO-Au复合纳米棒调控制备及其SERS性能研究

为获得具有三维高密度热点分布的SERS活性基底材料,提出一种高效构筑具有高密度热点效应基底材料的方法,即以气/液界面法组装制备聚(苯乙烯-co-N-异丙基丙烯酰胺)@聚丙烯酸(PSN@PAA)二维胶体晶体。通过离子溅射法组装纳米Au粒子层得到大面积沉积Au纳米粒子层的胶体晶体Au复合基底材料,再以PSN@PAA/Au复合膜为基底,利用水热法在其表面调控生长ZnO纳米棒结构。进一步在PSN@PAA/Au-ZnO表面组装纳米Au,获得具有三维高密度热点分布的PSN@PAA/Au-ZnO-Au活性基底材料。以罗丹明6G(R6G)分子为探针分子进行SERS性能研究,结果表明：拉曼信号强度随ZnO纳米棒高度的增加而增强。基底对罗丹明6G的检出限为10^-10mol/L,主要拉曼峰强度的RSD约为10.23%,该基底具有很好的检测灵敏性和重复性。     

高拉曼增强银纳米帽阵列活性基底的模板法制备及其性能

介绍了一种大面积高度有序、结构可控、信号增强显著、信号均一稳定、制备简单的拉曼增强活性基底的制备方法. 以超薄氧化铝(ultra-thin alumina mask, UTAM) 作为模板,通过热蒸发在UTAM 表面沉积一定厚度的银薄膜, 将银薄膜翻转制得大面积结构有序、参数可调的银纳米帽阵列. 采用罗丹明6G (Rhodamine 6G, R6G)为探针分子测试不同模板参数下制备的基底的拉曼活性. 结果表明: 该结构作为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 衬底, 拉曼增强效果非常显著, 拉曼增强因子最高可达10⁹, 约是相同厚度的银薄膜SERS 强度的16.4 倍, 而且信号均一稳定, 基底参数对表面拉曼增强效果可调控. 该制备方法操作简单, 成本低, 易于批量生产, 不同批次间可重复性高, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.     

金纳米粒子修饰有机聚合物整体柱的制备及其在柱SERS检测研究

以甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,以正丙醇和1,4-丁二醇为二元致孔剂,在毛细管内由热引发进行原位聚合制备聚甲基丙烯酸酯毛细管整体柱.通过物理吸附作用将不同粒径的金纳米粒子(AuNPs)修饰在整体柱材料孔表面并用于表面增强拉曼散射(SERS)光谱分析.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)对AuNPs形貌、吸收光谱及吸附AuNPs前后整体柱的形貌进行表征.以对巯基苯胺(PATP)为探针分子,采用波长为633nm的激发光作为激发光源,研究不同粒径AuNPs修饰的聚甲基丙烯酸酯整体柱的在柱表面增强拉曼光谱(SERS)性能.结果表明,该整体柱SERS基底具有良好的SERS增强效应.随着AuNPs粒径的增大,基底的SERS活性逐渐增强.     

云母片上单层石墨烯的制备及拉曼光谱研究

采用拉曼表征技术研究了平铺到云母片上单层石墨烯的性质.首先,将单晶白云母暴露在辐照量为1×10~6个/cm~2的重离子中进行辐照,用HF溶液对辐照后的云母片进行蚀刻.之后将CVD(化学气相沉积)法制得的单层石墨烯转移平铺到云母片上,利用SEM、Raman技术对悬空(孔洞之上)及非悬空区域的石墨烯进行分析表征.实验结果表明,辐照后的云母片在HF(体积分数40%)中置于30℃水浴超声蚀刻20 min后产生孔径约为3μm的菱形孔洞.而平铺在云母上的单层石墨烯样貌完整,部分悬空区域处的石墨烯有所破裂,且破裂面积随孔径增大而增多.利用拉曼电镜对悬空区域进行探测,可以得到仅有单层石墨烯的拉曼信号.采用石墨烯/云母基底对生物探针分子进行拉曼表征,结果显示该基底对探针分子的拉曼信号有增强作用.     

纳米催化-表面增强拉曼散射光谱检测环境污染物进展

表面增强拉曼散射(SERS)技术是近年来快速发展的一种分析手段,具有简便、快速、灵敏度高、识别能力强和选择性好等优点。SERS技术的灵敏度和重现性高度依赖于其基底的性质,是目前SERS定量研究的热点。结合本课题组的工作,本文综述了纳米金、纳米银、复合纳米材料等SERS分析测定中常用纳米溶胶基底的特性及其制备方法,重点介绍SERS技术结合适配体反应、免疫反应以及包括分子印迹、微流控、薄层扫描等多种技术在内的其他反应作为提高选择性和灵敏度的手段用于环境污染物分析的研究现状,概括了金属(氧化物)纳米颗粒、碳量子点、共价有机框架(COF)、金属有机框架(MOF)等纳米尺寸物质的催化性能和制备方法,结合纳米酶的催化作用和分子反应放大SERS信号,构建的纳米溶胶SERS定量分析方法具有高灵敏度和高选择性的优点。本文主要针对基底制备、纳米催化等SERS定量研究的热点及其在环境污染物分析中的应用进行综述,希望对SERS定量分析理论研究、SERS技术的应用拓展提供积极参考。     

从废旧DVD光盘到电化学方法可控的SERS基底

表面增强拉曼散射（SERS）光谱是一种高灵敏的检测技术，但制备高活性和低成本的SERS基底仍然是一大挑战.采用低成本的商业数字视频光盘（DVD）作为载体，用电化学技术原位合成金-银（Ag-Au）复合纳米结构作为SERS基底.通过电化学粗糙化技术，无需添加硝酸银（AgNO₃）和四氯金酸（HAuCl₄）前驱体溶液，就可以在DVD光盘上的沟槽状金银反射层表面上得到Ag-Au轨道团簇形态.经过一系列表征和优化，研究了Ag-Au复合纳米结构的SERS性能.结果表明：这种DVD衍生的SERS基底对不同的拉曼探针分子均表现出优异的增强性能、高均匀性（相对标准偏差（RSD）为7.88％）和出色的稳定性.这种简便高效的制备方法以及较高的SERS活性，使得DVD衍生的SERS基底成为开发便捷和一次性传感平台的较佳选择.     

罗丹明6G在多孔硅-银粒子复合基底上的表面增强拉曼散射

多孔硅与货币金属(Au、Ag、Cu)的复合材料在表面增强拉曼光谱领域有很大的应用前景。本文采用恒电流电解法分别制备了具有均匀纳米孔洞的低阻多孔硅和具有多层次微纳米结构的高阻多孔硅，并开发了一种将铈掺杂进入银胶体中形成铈掺杂的银纳米粒子的方法。作为固态SERS基底的一种制备方式，将银颗粒在多孔硅表面固定化，获得了具有很强选择性的复合基底。以罗丹明6G(Rhodamine 6G, R6G)作为探针分子的拉曼测试表明：多孔硅-银粒子复合基底对较大拉曼位移的拉曼峰(1 590 cm^-1)更加敏感，铈掺杂则进一步增强1 360 cm^-1处的拉曼峰；且复合基底能够检测到10^-9 mol/L浓度的R6G。