纤维素基功能材料的制备及应用于SERS检测

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongxuhong
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表面增强拉曼散射(SERS)光谱作为一种先进的光谱技术,其具有灵敏度高、选择性好且普适性强的优点,近几年来被广泛地用于化学及生物分子检测。活性基底的性质决定了SERS的应用范围及检测效果。与传统的刚性SERS基底相比较,纤维素基SERS基底良好的机械性、灵活易弯曲、能够随意裁剪为任意的尺寸和形状与实际样品充分接触等优点提高了SERS在不规则表面的检测效果。在本论文中,主要通过可控自组装、原位合成等方法将银及金纳米粒子负载在纤维表面制备成柔性SERS基底,通过紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、x射线衍射仪(XRD)、表面增强拉曼光谱(SERS)等表征SERS基底的形貌、结构及性能,并将SERS基底应用于农药有害物的检测及光学防伪。主要工作如下:1.以从废纸中再生的纤维素纤维为固相载体,经表面改性后通过静电自组装分别将纳米金、纳米银粒子负载到纤维素表面,制备得到再生纤维素纤维-纳米金/银等复合材料。纤维/金和纤维/银两种SERS基底光谱均一性的标准均方差分别为3.5%和5.8%。将两种柔性SERS基底用于检测环境污染物尼尔兰分子和饮料中双酚a的SERS检测,其灵敏度分别是10-9 M、0.01 ppm。并通过理论模拟证明了柔性SERS基底的SERS活性。2.传统的自组装方法,由于受到扩散的限制,很难在纤维表面沉积高密度银纳米粒子。本章采用医用脱脂棉花作为柔性载体制备棉花-银复合材料,作为SERS基底。采用原位生长法脱脂棉花表面沉积高密度银纳米粒子。通过扫描电子显微镜、电子显微镜成像等证明高密度银纳米粒子沉积在棉花表面。通过调节制备条件优化SERS活性。所制备SERS基底具有良好的SERS活性及光谱均一性。将该基底应用于检测苹果和鱼表面的农药残留量,检测到最低灵敏度为0.1 ppm,并且可以实现嘧霉胺和福美双的多通道检测。3.通过原位合成方法将银纳米粒子(Ag-NPs)负载在棉纱布表面制备成多功能柔性SERS基底。采用多分子标记银纳米粒子,通过控制银纳米粒子表面的拉曼探针分子种类及比例实现对光谱信息的精准调控,该器件所存储的光学信息可以灵活调控,将其作为信息调变型SERS基底用于包装应用,该基底还可以作为柔性基底应用于水果表面农药残留的SERS检测。
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