環(huán)糊精修飾的銀納米材料作為表面增強拉曼基底用于檢測多氯聯(lián)苯的研究.pdf

1、拉曼光譜分析法是基于印度科學家C.V拉曼(Raman)所發(fā)現(xiàn)的拉曼散射效應，發(fā)展成為一種能夠提供分子結構信息的光譜分析技術。表面增強拉曼散射(SurfaceEnhancedRamanScattering，SERS)是在普通拉曼光譜的基礎上，依靠具有拉曼活性的金屬材料來增強普通拉曼信號的一門新興分析技術手段。表面增強拉曼光譜不僅能提供分子的結構信息，而且具有很高的靈敏度，因此有望在環(huán)境分析領域得到越來越廣泛的應用。
　　 因為多氯

2、聯(lián)苯是一種典型的持久性有機污染物，所以針對環(huán)境中分布的多氯聯(lián)苯殘留物的檢測顯得尤為重要。本文通過制備有效的拉曼增強基底材料，依據(jù)主客體相互作用，重點針對多氯聯(lián)苯(PCBs)進行檢測分析。隨著材料學、納米技術的發(fā)展，表面增強拉曼基底的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性將會大大提高。其中將SERS傳感器發(fā)展成為簡便高效的分析檢測器件將是一個很有發(fā)展前途的方向。
　　 本論文的主要內容具體歸納如下:
　　 1.環(huán)糊精分子修飾的SERS基底材料用于

3、檢測水相中低濃度的多氯聯(lián)苯
　　 對金屬銀納米結構薄膜進行化學修飾，利用β-環(huán)糊精(β-CD)“內疏水外親水”的特殊結構性質來吸附水相中疏水性有機物分子。實驗中所用的環(huán)糊精采用巰基改性的β-環(huán)糊精(HS-CD)，并且通過紅外光譜、拉曼光譜和元素分析等手段表征了產(chǎn)物的成分。本實驗中利用銀氨溶液和金屬銅的置換反應，通過“一步法”合成了一種環(huán)糊精修飾的表面增強拉曼基底材料。該基底材料通過掃描電鏡(SEM)和X-射線粉末衍射(XRD)分

4、析了表面銀納米顆粒的分布。我們選用PCB15和PCB77作為目標分子，配制一系列濃度的樣品溶液，用制備的SERS基底通過拉曼光譜儀進行拉曼增強性能的分析。實驗結果表明與未修飾環(huán)糊精的基底材料相比，修飾了環(huán)糊精的基底能夠有效富集并檢測出PCBs分子。根據(jù)PCBs分子1600cm-1處的苯環(huán)振動作為特征峰，根據(jù)實驗結果計算得出SERS基底的增強因子。
　　 2.基于耦合原理，主客體相互作用構筑共振增強效應的SERS熱點
　　

5、 環(huán)糊精分子與多氯聯(lián)苯分子的空間尺寸匹配的理論計算，決定了其作為主體分子可以選擇性的與客體多氯聯(lián)苯分子耦合吸附?；谝陨侠碚撏茰y，我們以環(huán)糊精分子與PCBs分子的主客體配合物精確定位于上下兩層銀納米材料之間，構筑“富熱點”的三維空間SERS基底材料。底層采用環(huán)糊精修飾的基底(詳見課題1)，上層采用共振效應顯著的銀納米立方塊材料。PCB77多氯聯(lián)苯分子作為探針分子應用于該材料的SERS效果研究。相對于二維平面的基底材料，三維的空間SERS