【摘 要】
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表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)基底材料的制备是科学家研究的热点。如何制备出高灵敏性、高稳定性、高重复性且制备方法简单的基底材料一直是人们追求的目标。由于贵金属纳米结构具有局域表面的等离子体共振(LSPR)效应,因而是普遍应用的SERS材料。过渡金属硫化物(WS_2,MoS_2)由于其独特的吸附能力、荧光猝灭作用以及可以稳定金属纳米粒
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表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)基底材料的制备是科学家研究的热点。如何制备出高灵敏性、高稳定性、高重复性且制备方法简单的基底材料一直是人们追求的目标。由于贵金属纳米结构具有局域表面的等离子体共振(LSPR)效应,因而是普遍应用的SERS材料。过渡金属硫化物(WS2,MoS2)由于其独特的吸附能力、荧光猝灭作用以及可以稳定金属纳米粒子,是一种有前途的载体材料。二硫化钨(WS2)和二硫化钼(MoS2)作为一种稳定的无机石墨烯类似物,在电子、光电子、SERS传感器、生物医学检测等领域具有潜在应用。本文以纳米银修饰的二硫化钨纳米片以及二硫化钼纳米花的合成为主,并对其性质进行了系统的研究。主要研究内容与结果如下:1.采用水热法成功合成了二硫化钨纳米片和二硫化钼纳米花。采用微波加热技术在二硫化钨纳米片(WS2 NS)和二硫化钼纳米花(MoS2 NF)上原位生长银纳米粒子(Ag NPs)。分别将WS2 NS/Ag NPs,MoS2 NF/Ag NPs作为SERS基底,研究Ag NPs数量对WS2 NS/Ag NPs,MoS2 NF/Ag NPs复合物形貌的影响。以罗丹明6G(R6G)作为探针分子,对不同浓度的结晶紫(CV)、孔雀石绿(MG)进行拉曼检测,评估不同数目银纳米粒子复合基底的SERS性能。结果发现质量比为1:10的WS2 NS和Ag NPs作为SERS基底测得的拉曼信号最强。质量比为1:6的MoS2 NF和Ag NPs作为SERS基底测得的拉曼信号最强。2.以WS2 NS/Ag NPs为SERS基底,其表现出了一定的SERS性能(EF(R6G)=2.193×108,EF(CV)=3.263×105)。在10-8 mol·L-1-10-4 mol·L-1范围内,R6G的拉曼峰强度的自然对数与R6G浓度负对数呈线性关系。线性方程表达式为y=5.288-0.6293x,其中R2=0.9953,检出限(LOD)约为10-8 mol·L-1;在10-6 mol·L-1-10-2 mol·L-1范围内,CV的拉曼峰强度的自然对数与CV的浓度负对数呈线性关系。线性方程表达式为y=4.3102-0.6262x,其中R2=0.9809,LOD约为10-6mol·L-1。通过该方法制备的基底在20°C下可以存储80天。3.以MoS2 NF/Ag NPs为SERS基底,其表现出了优异的SERS性能(EF(R6G)=2.75×1014,EF(MG)=1.46×1012)。在10-14 mol·L-1-10-4 mol·L-1范围内,R6G的拉曼峰强度的自然对数与R6G浓度的负对数呈线性关系。线性方程表达式为y=13.961-0.881x,其中R2=0.9850,LOD约为10-15 mol·L-1;在10-12 mol·L-1-10-2mol·L-1范围内,MG的拉曼峰强度的自然对数与MG浓度的负对数呈线性关系。线性方程表达式为y=10.081-0.712x,其中R2=0.9869,LOD约为10-14 mol·L-1。通过该方法制备的SERS基底在20°C下具有约112天的储存稳定性。
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