碳化钼的SERS效应及其机理研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wayl1s1s
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,研究合成新型表面增强拉曼(SERS)活性基底材料已成为SERS领域的研究热点。不同于传统的贵金属基底和半导体基底,类金属材料表现出优异的SERS活性且很大程度上规避了贵金属基底和半导体基底的缺点。碳化钼具有金属性,被广泛应用于光电催化、加氢产氢等领域,但目前有关碳化钼SERS效应的研究仍然较少,其化学增强机制研究尚不明确,碳化钼不同晶相的SERS效应也尚未有研究。因此,本论文系统的研究了两种晶相碳化钼的SERS效应及其化学增强机理。以MoO3作为前驱体,采用程序升温法制备了尺寸、形貌接近,结晶性较高的α-MoC和β-Mo2C。以三种染料分子探究了两种晶相碳化钼SERS性能的差异,两种晶相的碳化钼对染料分子的检测限可达10-6 mol/L。对比了α-MoC和β-Mo2C吸附染料分子后的SERS信号强度,β-Mo2C的SERS活性强于α-MoC,β-Mo2C信号强度约为α-MoC的2-4倍。采用密度泛函理论(density of function,DFT)计算和XPS测试研究了两相碳化钼的SERS活性差异:β-Mo2C表面的电子更容易逃逸出来,易失去电子,Mo原子所在位置更易形成活性位点;探针分子中电负性高的原子吸引电子,使得探针分子易与β-Mo2C形成表面电荷转移复合物,促进了电荷转移过程的发生。通过UV-vis光谱、XPS测试以及波长依赖性研究了碳化钼的化学增强机理。UV-vis光谱和XPS图谱峰位置偏移均证实了碳化钼表面电子容易逃逸出来从而改变了碳化钼表面的电子云密度,基底与吸附分子形成了新的表面电荷转移复合物,促进了基底与吸附分子之间的电荷转移过程;不同振动模式的选择性增强证明了基底与探针分子之间发生了电荷转移;而波长依赖性则表明存在化学增强机理中的分子共振拉曼效应。采用溶液浸泡法控制碳化钼的氧化时间,得到了部分氧化的不同晶相碳化钼。不同晶相碳化钼的表面为氧化钼,其体相仍为碳化钼。部分氧化后,形貌由原来的块状材料变为片状,尺寸减小为300-500 nm。部分氧化后的材料对染料分子的检测限可达10-9 mol/L,而纯相碳化钼和MoO3对染料分子的检测限仅为10-6 mol/L。相比于纯相的碳化钼和MoO3而言部分氧化的碳化钼SERS性能提升,是由于部分氧化碳化钼表面的氧化层结晶性差,表面原子排列无序,电子不易被束缚从而更易逃逸出来参与电荷转移过程。UV-vis光谱和共振拉曼增强效应的研究表明部分氧化碳化钼的增强机理为化学增强中的电荷转移增强机理和分子共振增强机理。
其他文献
“十四五”强调了持续改善水生态环境的重要性,提出了以水生态环境质量为核心,污染减排和生态扩容两手发力,统筹水资源利用、水生态保护和水环境治理的“三水”统筹新思想。阿什河作为松花江的一级支流,地处我国东北地区东部,流域健康状态受季节影响严重,低温低流对阿什河流域冬季的水资源、水环境、水生态都造成了显著影响。本研究基于“三水”统筹背景,按照“流域统筹、区域落实”的思路,对阿什河流域展开水生态功能分区时
在大肠杆菌中,核糖体结合分子伴侣TF是新生肽链遇到的第一个分子伴侣,它在新生肽链在核糖体上的折叠阶段中具有重要作用。研究发现TF中各结构域都有着重要的功能,N结构域中包含与核糖体结合的位点,C结构域中包含与新生肽链结合的位点,P结构域具有肽酰顺反异构酶活性,具有辅助结合位点,所以P结构域是不可或缺的活性结构域。但TF各结构域的功能对大肠杆菌生理状态的影响并不清楚。因此,为了研究TF各结构域的功能,
环境噪音是生态系统的重要组成部分,会影响自然界中的生物种群数量,因此有必要在确定性的生物种群模型中考虑环境噪音的随机扰动影响,把随机微分方程作为工具,来研究生物数学里的重要课题。对随机生物模型来说,模型的持久性、灭绝性和渐近稳定性等性质受国内外学者的广泛关注,本文主要讨论几类随机生物种群模型以及相关模型解的动力学性质。本文的主要研究内容分为两部分。第一部分是针对建立的单种群随机生物模型,得到其解的
内侧内嗅皮层MEC作为海马和新皮层的媒介结构,在空间导航、工作记忆等有重要作用,MEC深层与浅层间相互协作行使功能。浅层主要向海马进行输出,而深层接收来自海马的输入,不同位置的神经元执行的功能不同。目前已有研究表明,胆碱能对MEC的投射区域是具有靶向性的,胆碱能能够调节神经元的某些电生理性质。但目前关于MEC中不同位置的神经元的细胞特性是否会受到胆碱能的不同调控作用还未有系统性的研究。本课题的目的
轮胎的耐磨性由轮胎结构和材料本身的性能决定,传统的橡胶材料配方设计并没有考虑轮胎结构对于磨耗性能的影响,轮胎企业中对橡胶材料的阿克隆磨耗测试结果无法与轮胎结构磨耗量关联,本文通过对轮胎结构进行特性分析,获得橡胶材料性能与轮胎磨耗性能的关系,进而对橡胶材料组分进行优化。建立了子午线轮胎与地面接触的有限元模型,分析了胎面橡胶材料性能对轮胎接地特性影响。仿真结果表明:随着胎面橡胶弹性模量增加,摩擦功、纵
蛋白质作为生命活动的主要承担者,其与化学分子的相互作用特性对潜在药物分子的发现和开发具有极大的意义。传统的药物开发手段依赖专家经验和大量的生化实验筛选,其巨大的成本对新药开发带来了极大的障碍,所以近年来利用计算手段和人工智能促进对潜在药物分子的筛选乃至生成得到了极大的关注,并有潜力对药物开发起到加速和降低成本的作用。作为最热门的生成式框架之一,变分自编码器(Variational Autoenco
铁电陶瓷具备众多优异的电学性质,用其制备而成的材料在很多领域都有应用。钛酸钡钙陶瓷(BCT)是一种典型的弛豫型铁电体,晶格结构不复杂,发生弥散相变且仅一个相变点,选择BCT作为基质材料采用荧光法对介电温谱监测相变做补充,可以扩大相变温区,且对应数据点多。Er3+是最常见的稀土离子之一,吸收980 nm的激光,既可以发生上转换发光,也可以发生下转换发光,其中上转换发光又几乎不会受到环境的干扰,固可作
本文针对JGS1石英玻璃,利用DD1.2高频高压电子加速器和60Co辐射源,开展了1MeV电子和γ射线辐照试验,总结了不同辐照条件下石英玻璃的光谱透过率随辐照剂量的变化规律,分析了石英玻璃中辐照色心缺陷种类及其累积过程,探讨了剂量率对着色效应的影响规律和机理,提出了电子辐照和γ射线辐照效应的等效性原则和相应的计算方法。试验结果表明,在1MeV电子和γ射线辐照下,JGS1石英玻璃的光谱透过率在小于3
随着多学科的深入融合和科学技术的发展,各个领域的新产品、新技术不断涌现,如随身医疗监测设备、柔性机器人、电子皮肤、可穿戴电子设备、电子纺织物等,这些技术、产品的出现不但是学科融合、技术发展的里程碑,而且在一定程度上反应了未来电子产品小型化、柔性化、可穿戴化的发展趋势。可穿戴电子产品是未来电子产品的重要发展趋势,本论文研究可穿戴电子品重要的基础材料——弹性导电纤维的制备。本文采用湿法纺丝工艺,制备弹
涡旋光束是具有轨道角动量的一种新型光束,传输过程中某一截面的整体光束强度呈环状分布,相位绕光束中心轴螺旋传输,即具有螺旋型波前结构,光束的坡印廷矢量与光束传播方向存在一个夹角,照射到物体上,可以产生旋转多普勒频移。现在已经在实验室和自由空间传播条件下,实现了目标物旋转速度的测量,但都存在着相对较大的实验误差,这是由于探测过程中存在大量不可避免的环境干扰以及人为操作精度的限制,例如受到大气湍流、接收