一维银纳米线的制备、设计及其表面增强拉曼光谱研究

【摘要】表面增强拉曼光谱(Surface-enhancedRamanspectroscopy,SERS)作为一种高度灵敏、十分特殊甚至指纹效应的检测分析技术,越来越引起人们的广泛关注。目前,理想的SERS基底面临两个主要挑战,即如何获得具有超高灵敏度和具有均匀稳定信号(重现性好)的SERS基底。银纳米结构由于具有较强的增强因子以及其形貌易控制等优点而成为良好的SERS活性基底。高长径比的银纳米线因其具有表面积大和结晶度高等特点使其成为理想的SERS基底。然而,由于银纳米线光滑表面的光子和传播等离子体动量不匹配,导致只能产生很弱的光耦合,使得SERS’‘热点”被限制在银纳米线的两尖端部位。因此,如何在银纳米线表面制造更多SERS“热点”以及如何获得重现性好的SERS基底,就显得十分必要。本文就银纳米线作为前驱体,通过刻蚀、组装制备出了良好的SERS活性基底,主要研究内容如下：(1)利用多元醇方法,获得了高产率、高长径比的银纳米线,此外,还探讨了实验温度、PVP/AgN03摩尔比、NaCl的量以及醇的种类等实验参数对产物形貌的影响。并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和紫外-可见光谱仪(UV-vis)对合成产物进行了表征。(2)为了增加银纳米线表面上的SERS活性“热点”,我们以Fe(N03)3作为刻蚀的方法对合成的银纳米线进行化学刻蚀,通过调节加入刻蚀剂的量,得到具有波纹状形貌的银纳米线。通过对结晶紫(CV)探针分子的SERS结果表明,这种波纹状银纳米线比光滑的银纳米线的拉曼信号强度提高了约5倍。此外,为了考查这种基底的灵敏度,又分别对结晶紫和对巯基吡啶(4-Mpy)分子进行了检测,其检测限分别达到10-10M和10-9M。因此,这种波纹状银纳米线可以作为一种普适的、有效的SERS基底。(3)为了获得重现性和高灵敏性的SERS基底,我们利用液-液相界面自组装的方法获得了大面积的银纳米线膜。以4-Mpy和PATP为探针分子,比较了银纳米线单层膜和双层膜的SERS效果,结果表明银纳米线双层膜的SERS信号比单层膜的明显增强。另外这种基底对4-Mpy分子的mapping图表明,这种基底具有很好的重现性。为了进一步考察这种银纳米线双层膜SERS基底的灵敏度及实际应用价值,我们利用便携拉曼光谱仪对农药西维因进行了检测,其检测限可低至10-7M。这一浓度远低于国家标准中规定的粮食和水果中西维因的最低残余量(10-5M),有望实现对农残的现场快速检测。
【作者】陈旭成；
【导师】赵爱武；
【作者基本信息】中国科学技术大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】表面增强拉曼光谱；银纳米线；波纹状银纳米线；银纳米线双层膜；西维因；

【参考文献】
[1]杨正宇.防控玉米大斑病新药剂的筛选及应用技术研究[D].吉林大学,农药学,2014,硕士.
[2]程小苟.压缩感知及其在超宽带信道估计中的应用研究[D].吉林大学,电路与系统,2013,硕士.
[3]王晓瑜,郭吉兆,夏巧玲,丁丽,谢复炜,张晓兵,刘惠民.石墨烯涂层固相微萃取-GC/MS法测定卷烟主流烟气中16种多环芳烃[A].中国烟草学会.CORESTA2014年大会入选论文集[C].中国烟草学会:,2014:14.
[4]刘兰枚.直流微电网中双向变流器的研究[D].曲阜师范大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[5]陈流敏.锑酸盐纳米材料的低温合成及光学性能研究[D].苏州大学,材料工程（专业学位）,2013,硕士.
[6]孟广学.基于Petri网的工作流模型的研究与分析[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[7]李晓明.蝙蝠蛾被毛孢菌丝体粉末胶囊中活性成分分析及增强免疫力功能研究[D].福建中医药大学,药物分析学,2013,硕士.
[8]严良俊,胡文宝,陈清礼,胡家华.长偏移距瞬变电磁测深的全区视电阻率求取及快速反演方法[J].石油地球物理勘探,1999,05:532-538+606.
[9]楚成博.含可调控负荷系统的调度灵活性研究[D].山东大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[10]钟灿武.彩色LED打印机主控制器设计[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[11]赵文姬.云南仓储烟叶霉变及其生物防治研究[D].中国农业科学院,植物病理学,2004,硕士.
[12]孙光旭.广济—洛水地区龙门山前缘温泉形成机制及勘探前景研究[D].成都理工大学,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[13]甘清华.论我国黑社会性质组织犯罪[D].苏州大学,法律,2003,硕士.
[14]许雯.我国汽车行业“市场换技术”战略分析[D].西安建筑科技大学,行政管理,2013,硕士.
[15]聂国庆.乌海市海勃湾区环卫市场化改革研究[D].内蒙古大学,高级管理人员工商管理,2013,硕士.
[16]文桃.硫酸盐渍土环境中两种灰土力学行为的试验研究[D].兰州理工大学,岩土工程,2013,硕士.
[17]段续敏.心电图aVR导联ST段改变对急性心肌梗死的临床意义[D].山西医科大学,内科学,2013,硕士.
[18]洪愿.叶村“叠罗汉”的调查与思考[D].南京体育学院,体育人文社会学,2013,硕士.
[19]陈晨.新城疫耐热疫苗载体的GFP表达优化及免疫原性研究[D].华中农业大学,基础兽医学,2014,硕士.
[20]庄晓梅.农民工就业权益保障中的政府责任研究[D].吉林大学,行政管理,2013,硕士.
[21]梁剑斌.激光深熔焊熔池形态表征与熔透状态识别算法研究[D].广东工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[22]郝倩倩.嘉祥地名的语言与文化分析[D].曲阜师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[23]郑雪婷.国有企业高管薪酬管理制度研究[D].中南民族大学,公共管理,2013,硕士.
[24]杨文森.我国省级旅游门户网站影响力比较研究[D].华侨大学,人文地理学,2014,硕士.
[25]刘敏.武汉城市圈区域经济差异研究[D].华中师范大学,区域经济学,2012,硕士.
[26]李悦.提升老字号企业营销执行力对策研究[D].沈阳理工大学,企业管理,2012,硕士.
[27]邢彦飞.DNA/蛋白质与碳纳米管的相互作用[D].鲁东大学,原子与分子物理,2014,硕士.
[28]吴思武.橡胶/纳米碳素复合材料的分散与界面研究[D].华南理工大学,2014.
[29]卞春晓.面对教学模式更新的高校教学建筑环境设计研究[D].大连理工大学,美术学,2013,硕士.
[30]郭海涛.GYLL企业员工关系管理研究[D].北方工业大学,工商管理,2014,硕士.
[31]耿俊琼.基于DSGE模型的人民币汇率预期对资产价格的影响研究[D].哈尔滨工业大学,金融学,2013,硕士.
[32]赵安龙.论民事再审程序[D].中国政法大学,诉讼法学,2004,硕士.
[33]方少明,程瑜,位自英,李亚珂,陈亚清,郭东杰.大面积石墨烯薄膜的电沉积制备与性能调控研究[J].材料导报,2014,12:18-22+50.
[34]杨华军.聚苯醚基有机无机复合质子交换膜的制备与性能研究[D].暨南大学,2013.
[35]马倩婷.具有非线性阻尼项的非线性电波方程的Cauchy问题[D].郑州大学,基础数学,2013,硕士.
[36]杨凯.论玉米品种在东北三省的营销策略[D].吉林大学,农业推广,2012,硕士.
[37]彭殿奎.文化人类学视角下民族传统体育价值传承探究[D].西南大学,体育人文社会学,2014,硕士.
[38]杨琳.学习动机对高中生英语写作影响的实证研究[D].河北师范大学,教育,2013,硕士.
[39]耿青霞.元认知知识与高职英语写作成绩的相关性研究[D].山东师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[40]王程.基于DSP的啤酒瓶视觉检测系统设计与开发[D].浙江大学,2005.
[41]周志明.积极探索多元化经营新思路[J].中国党政干部论坛.2001(07)
[42]雷红艳,邹汉斌.基于反向矩阵的最大频集的交互式挖掘算法[J].计算机与现代化,2005,03:1-4.
[43]楼润玉.杭州电大课程教学测评系统的设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[44]罗景.银（Ⅰ）催化端炔成酯及重氮磷酯衍生的烯醇钛试剂的非对映选择性羟醛缩合反应研究[D].湖南师范大学,有机化学,2013,硕士.
[45]谢荣建.基于化学反应的荧光探针的合成及金属离子识别研究[D].浙江大学,化学,2013,硕士.
[46]郭翠玲.基干LS-WSVM旳城市交通流预测方法研究[D].西南交通大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[47]刘娟.试论食品安全可追溯制度[D].中国社会科学院研究生院,经济法（专业学位）,2014,硕士.
[48]方成,赵磊,杨宏浩.浙江省创新产出空间相关性及其影响因素研究[J].华东经济管理,2014,07:15-21.
[49]张辉.基于朝向对比度的边界检测和图像分类研究[D].北京交通大学,2014.
[50]陈杰.中国能源消费、能源效率对经济增长的影响研究[D].湖北大学,西方经济学,2012,硕士.