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《湖南大学》 2012年
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金属纳米/石墨烯/TiO_2在表面增强拉曼光谱中的应用

林婵  
【摘要】:表面增强拉曼光谱(SERS)具有高灵敏度,特征指纹峰,不破坏样品和制样过程简单等优点,以至于它在分析化学和环境有毒物的痕量检测等这些领域日益受到重视。研究表明贵金属作为拉曼基底有很好的拉曼增强效应。由氧化石墨还原的石墨烯具有石墨烯与氧化石墨两种物质的结构,具有良好的物理和化学性质能与金属纳米粒子形成复合材料,而且制备出的贵金属纳米粒子/石墨烯复合材料具有出色的稳定性,使用石墨烯作为SERS基底已成为拉曼光谱研究的重点。本论文通过制备石墨烯与金、银纳米粒子的复合材料,为选取和设计简单有效的SERS基底提供了全新的思路,并将制备出的材料用于检测环境有机污染物。 本文第一章主要概括了SERS技术的历史与发展,介绍了SERS技术的增强机理与主要的活性基底,同时,还展示了SERS技术在各个领域的应用。 本文第二章采用直接滴加银纳米粒子和光照还原硝酸银两种方法制备银/石墨烯/二氧化钛纳米管(AgNPs/rGO/TiO_2NTs)的复合材料,石墨烯由氧化石墨经过循环伏安法制备后使用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表征,然后用不同方法将银纳米粒子修饰到石墨烯/二氧化钛纳米管表面制备成拉曼增强基底,用罗丹明6G作为探针分子,研究复合材料SERS效应。研究发现AgNPs/TiO_2NTs与AgNPs/rGO/TiO_2NTs作为拉曼基底都有SERS效应,其中以光照还原的AgNPs/rGO/TiO_2NTs的SERS增强效应为最好。 本文第三章采用直接滴加金纳米粒子到石墨烯/TiO_2NTs基底上,或者使用一步电沉积法将石墨烯与金纳米粒子修饰到TiO_2NTs上,采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和紫外分光光谱分别对制备的复合材料进行表征,然后使用罗丹明6G为检测对象,研究发现金纳米可以增强基底中石墨烯自身拉曼信号,干扰罗丹明6G分子的拉曼特征峰。研究还发现AuNPs/rGO/TiO_2比AgNPs/rGO/TiO_2更稳定,放置一段时间之后AuNPs/rGO/TiO_2仍然可以对石墨烯具有拉曼光谱增强。 本文第四章利用电沉积法在石墨烯/二氧化钛纳米管上制备一层均匀的银纳米薄膜作为SERS基底。使用该SERS基底对多种有机污染物进行检测,实验结果证明该材料对罗丹明6G,罗丹明B,芘及苯并芘都有较强的SERS效应,对罗丹明6G与罗丹明B的检测限达到0.1nM,对苯并芘及芘分别为1uM和10uM。该材料的拉曼增强效果不受本身性质影响并对多种有机污染物实现了拉曼增强效果。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O657.37

【引证文献】
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1 李彩霞;石墨烯及其组装材料的制备与表征[D];华东师范大学;2013年
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