表面增强拉曼散射(SERS)具有响应速度快、灵敏度高以及指纹识别的特点,广泛应用在有机污染物、毒品等分子的检测领域。目前,SERS技术所面临的关键是如何构筑理想的衬底以获得重复性好,灵敏度高的SERS信号。本文以毒性有机污染物的检测为导向,构筑了灵敏度高、信号均匀的三维SERS衬底,并研究了三维SERS衬底在毒性有机污染物快速痕量检测中的应用。本论文的主要研究内容和创新性如下:1、利用聚苯乙烯(PS)微球模板制备了有序的Ag纳米颗粒修饰的ZnO纳米棒阵列。该阵列具有均匀分布的高密度SERS热点,有利于提高衬底的灵敏度,并且ZnO的化学增强作用与Ag的电磁场增强作用相结合,进一步提高衬底的SERS活性。该阵列以高灵敏度、高信号均匀性实现了对罗丹明6G、福美双和甲基对硫磷的检测。由于ZnO的光催化性能,此阵列可以实现自清洁。吸附在衬底上的分子可在紫外光照射下被催化降解,在检测中可重复使用,降低成本。2、以三维多孔氧化铝(AAO)为模板,制备了三维自支撑Ag纳米棒阵列。该阵列解决了直立纳米棒团聚导致SERS信号不均匀问题;直立与横向的Ag纳米棒交叉互联成三维网络结构,形成高密度SERS热点。因此,该三维自支撑阵列SERS灵敏度高,可检测到低至1 0-12 M浓度的R6G。同时实现了对痕量福美双和对氨基苯硫酚的检测,且浓度和特征峰强度之间具有较好的线性响应,为定量快速识别痕量污染物提供了新思路。3、以三维多孔AAO为模板,构筑了大面积有序的自支撑三维多孔Au纳米棒阵列。与实心纳米棒比,三维多孔阵列的SERS热点,不仅来自于相邻纳米棒之间的耦合电场,还来自于纳米棒上介孔处产生的局域电场,进而在整个衬底形成了均匀分布的三维热点;多孔Au纳米棒比实心纳米棒具有更大的比表面积,有利于分子吸附;横向纳米棒与直立纳米棒相互连接形成三维自支撑结构,避免了纳米棒的团聚,提高衬底的稳定性。因此,该SERS衬底灵敏度高和信号均匀,在毒性农药快速定量检测中有巨大的应用潜力。4、通过银镜反应,将高密度Ag纳米颗粒原位生长在细菌纤维素上,得到了Ag纳米颗粒修饰的细菌纤维素柔性复合衬底,并利用细菌纤维素的体积收缩特性提高了 Ag颗粒密度。高密度的Ag颗粒之间产生大量均匀分布的热点,因此,该结构的SERS灵敏度高,信号重复性好;亲水的细菌纤维素具有好的渗透性和吸附性,可将目标分子捕获到高活性区域,进一步提高衬底的SERS灵敏度。此外,该衬底在不同的检测条件下都表现出好的稳定性和柔性。因此,三维柔性Ag纳米颗粒@细菌纤维素衬底在分子快速检测和分析中表现出良好的应用前景。