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表面增强拉曼散射(SERS)是一种光学现象,具有识别分子“指纹”的功能。广泛应用于食品安全、化工、医疗等检测。高性能的SERS增强效果源于优质的SERS基底,因而采用各种方式优化SERS基底提升SERS增强性能是当前研究的重点。近些年来,特殊形貌的半导体与贵金属复合引起了科学家的广泛关注,原因在于金属与半导体复合不仅具有电荷转移效应,同时也存在由贵金属产生的电磁场以及贵金属与半导体直接产生的耦合电场。此外,与单一的贵金属纳米粒子相比较,半导体/贵金属复合能产生更多的“热点”,同时也能有效地避免贵金属之间的相互团聚,因此半导体/贵金属复合材料基底在食品安全监测方面具有广泛的应用价值。V2O5是钒氧化物中最稳定的结构,由于其在催化,超级电容器,锂离子电池阴极,传感器以及电子开关中具有广泛的应用价值,因而一直处于基础研究和应用研究的前沿。然而,V2O5在SERS性能方面的研究却很少,为了拓展V2O5在SERS性能方面的应用,本文采用简易的水热法分别制备了V2O5花状材料和V2O5纳米球(NSs)。利用离子束溅射仪将Au纳米粒子溅射到V2O5花状材料表面,在400℃下退火,形成V2O5@Au复合花状材料,并进行SERS检测。此外,将十六烷基三甲基溴化铵作为耦合剂,原位还原氯金酸(HAuCl4)的方法成功的将Au纳米粒子修饰到了V2O5纳米小球的表面。分析了V2O5@Au复合花状材料和V2O5/Au NSs作为基底在SERS中的应用。具体结果如下:将制备的V2O5和V2O5@Au花状材料通过SEM和TEM进行表征,结果表明所制备的V2O5花状纳米材料形貌规则、由大量片状材料一端连接构成,溅射+退火处理后Au纳米粒子均匀的修饰到V2O5花状纳米材料表面。通过XRD分析,表明所制备的V2O5花状材料为单斜结构,且无其它杂质。V2O5@Au花状材料中的Au纳米粒子为面心立方结构,在溅射+退火过程中未引入其它任何杂质,且加热时样品未发生相变。X射线电子能谱进一步证明了制备的V2O5和V2O5@Au花状材料均较为纯净,无其它杂质产生。在SERS的应用方面,相比于V2O5花状材料,V2O5@Au花状材料表现出较强的SERS性能。V2O5@Au花状材料对R6G的检测限(LOD)达3.24×10-99 M而V2O5花状材料的LOD=3.01×10-55 M(mol/L)。此外,为了拓展其应用,分别检测了罗丹明B和孔雀石绿两种致癌物分子,对应的LOD分别为3.11×10-8和4.96×10-99 M。V2O5花状样品的增强因子为103,V2O5@Au花状材料对各种有机物的增强因子均为105,说明V2O5@Au花状材料具有较强SERS性能。对R6G的标准偏差(RSD)值进行了计算,得到的RSD值分别为15.69%,15.51%和13.21%。较高的增强因子和较低的RSD值表明V2O5@Au花状材料是理想的SERS基底。水热法制备的V2O5纳米球,以及原位还原的V2O5/Au NSs进行一系列表征。SEM及TEM结果表明,合成的V2O5和V2O5/Au NSs形貌均匀,而XRD以及XPS表征结果表明,制备的样品中不含其它杂质。在SERS应用方面,V2O5/Au NSs具有较好的SERS性能,对所检测的R6G溶液LOD达到3.60×10-1111 M,已经达到了单分子检测水平。此外,为了拓展应用,V2O5/Au NSs对四种致癌物Sudan III,CV,Rh B和MG的LOD分别为8.6×10-8,7.9×10-9,6.5×10-10和8.5×10-1010 M。基底对几种检测物的增强因子均达到106个数量级,R6G的特征峰处的RSD分别为17.23%、17.17%和15.35%,所有RSD值均小于20%,表明V2O5/Au纳米小球作为SERS基底时具有良好的均匀性。测量表明,V2O5/Au纳米球相比于V2O5@Au花状材料在SERS性能上有所提升。