自清洁银修饰二氧化钛纳米阵列表面增强拉曼散射研究

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1、学校代码：10286分类号：密级：UDC：学号：自清洁银修饰二氧化钛纳米阵列表面增强拉曼散射研究研究生姓名：导师姓名：申请学位类别理学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称化学论文答辩日期年月日二级学科名称物理化学学位授予日期年月日答辩委员会主席评阅人2014年月硕士学位论文自清洁银修饰二氧化钛纳米阵列表面增强拉曼散射研究专业名称：物理化学研究生姓名:导师姓名：SERSperformanceofself-cleaningAg/TiO2nanoarrayAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMa

2、sterofScienceBYSupervisedbyProfessorSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityJune2014东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文

3、使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要论文名称：自清洁银修饰二氧化钛纳米阵列表面增强拉曼散射研究学生姓名：指导教师：学校名称：东南大学摘要表面增强拉曼散射(Surface-enhancedRamanscatter

4、ing，SERS)是一种超灵敏检测技术，目标分子吸附在SERS活性基底上，拉曼信号显著增强。银纳米颗粒是常用的SERS基底。将银纳米颗粒沉积在有序纳米阵列结构材料上制备SERS活性基底，可以提高拉曼光谱信号强度和重现性。另外，具有自清洁性、可以循环使用的SERS活性基底是研究热点。TiO2纳米阵列材料具有高度有序的纳米结构，且在紫外光照射下具有光催化活性，因此，将银纳米颗粒沉积在TiO2纳米阵列上制备SERS基底，可以提高基底的稳定性和信号重现性，且基底具有光催化自清洁和循环检测性能。本论文用连续离子层吸附还原法分别在TiO2纳米孔阵列、纳米管阵列、纳米柱阵列上进行多次

5、循环沉积银纳米颗粒，制备Ag/TiO2纳米阵列（连续离子层吸附还原法是先将TiO2纳米阵列浸泡在银前驱体溶液中，再将表面吸附银离子的TiO2纳米阵列浸泡在化学还原剂溶液中，把银离子还原为银纳米颗粒，以上过程为1次循环沉积）。研究以Ag/TiO2纳米阵列为基底材料的SERS性能、自清洁SERS循环检测性能（自清洁SERS循环检测是指将吸附有目标分子的基底进行SERS检测后，在紫外光照射下光催化降解目标分子，达到自清洁目的，将基底再次吸附目标分子，实现SERS基底的可循环使用）。主要研究内容如下：（1）研究化学还原方法对TiO2纳米孔阵列沉积银纳米颗粒的影响基于硼氢化钠还原

6、硝酸银的连续离子层吸附还原法，5次循环沉积制备Ag(5)/TiO2纳米孔阵列。以Ag(5)/TiO2纳米孔阵列作为SERS基底，以罗丹明6G(R6G)为探针分子，研究Ag(5)/TiO2纳米孔阵列基底的SERS性能、自清洁SERS循环检测性能。实验-8-7结果表明：用Ag(5)/TiO2纳米孔阵列基底测试R6G的检测限为10M。将检测过10MR6G的基底在紫外光下照射60min后，可以完全光催化降解R6G，达到基底自清洁目的，将该基底进行三次自清洁SERS循环检测，发现R6G的SERS特征峰强度变化很小，相对标准偏差(RSD)为2.8%，说明Ag(5)/TiO2纳米孔阵

7、列作为SERS基底可以应用于循环检测R6G。基于葡萄糖还原银氨溶液的连续离子层吸附还原法，5次循环沉积制备Ag(5)/TiO2纳米孔阵列。以Ag(5)/TiO2纳米孔阵列作为SERS基底。以R6G为探针分子，探究化I东南大学硕士学位论文学还原方法对银纳米颗粒沉积的影响，以及银纳米颗粒尺寸和分布对基底SERS性能的影响。扫描电镜图显示：基于葡萄糖还原银氨溶液的连续离子层吸附还原法制备的Ag(5)/TiO2纳米孔阵列基底，银纳米颗粒尺寸均一，分布更均匀，有利于提高基底SERS信号重现性。SERS检测结果说明：基于葡萄糖还原银氨溶液的连续离子层