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材料导报  2021, Vol. 35 Issue (18): 18001-18006    https://doi.org/10.11896/cldb.20090065
  无机非金属及其复合材料 |
有序介孔碳负载纳米金属颗粒及其SERS性能研究
薛沙1,2, 赵蕾2, 赵友全1, 徐慧敏1,2, 邓橙2, 王尹2, 蔡田雨1,2, 朱孟府2
1 天津大学精密仪器与光电子学院,天津 300072
2 军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所,天津 300161
Fabrication and SERS Performance of Ordered Mesoporous Carbon-supported Metal Nanoparticles
XUE Sha 1,2, ZHAO Lei2, ZHAO Youquan1, XU Huimin1,2, DENG Cheng2, WANG Yin2, CAI Tianyu1,2, ZHU Mengfu2
1 School of Precision Instrument & Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Institute of Medical Support Technology,Academy of Military Sciences of Chinese PLA, Tianjin 300161, China
下载:  全 文 ( PDF ) ( 15896KB ) 
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摘要 为了提高待测物的表面增强拉曼散射光谱(SERS)的检测性能,采用超声技术在有序介孔碳(OMC)上负载Ag和Au纳米颗粒(NPs)制备出OMC/Ag@Au NPs复合材料并以其作为SERS检测基底。通过TEM、SEM和XRD等技术对材料进行结构表征,以罗丹明6G(R6G)为探针分子,对材料的SERS检测性能进行评价。研究结果表明,OMC/Ag@Au NPs复合材料的孔径为5.9 nm,比表面积高,为426.1 m2·g-1,对有机物分子表现出较强的吸附富集作用,R6G的检测限达到10-8 mol/L,拉曼位移在613 cm-1处峰值强度的相对标准偏差(RSD)为3.7%,且该复合材料在室温条件下储存45 d后仍能保持高SERS活性。由此可见,采用超声技术制备OMC/Ag@Au NPs复合材料的方法简便,复合材料的SERS检测灵敏度高、均一性和稳定性好。这是由于:一方面,Ag和Au NPs的表面等离子体共振效应(SPR)产生电磁增强作用;另一方面,OMC对R6G分子的吸附作用产生化学增强作用。该复合材料在有机物检测领域具有很大的应用潜力。
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薛沙
赵蕾
赵友全
徐慧敏
邓橙
王尹
蔡田雨
朱孟府
关键词:  有序介孔碳  表面增强拉曼散射  银纳米颗粒  金纳米颗粒    
Abstract: To improve the performance of surface-enhanced Raman scattering (SERS), Ag and Au nanoparticles (NPs) were loaded on the surface of ordered mesoporous carbon (OMC) using an ultrasonic technique. The microstructure was characterized through TEM, SEM and XRD techniques. And R6G were used as probe molecules to evaluate the SERS performance of OMC/Ag@Au NPs composite. The pore size and surface area of OMC/Ag@Au NPs composite were 5.9 nm and 426.1 m2·g-1, which exhibits great ability of enrichment for organic molecules. The detection limit of R6G is determined to be as low as 10-8 mol/L. Furthermore, the RSD of the peak intensity at 613 cm-1 is 3.7%, and it remained high SERS activity stored over 45 days under ambient condition. Through a simple and low-cost ultrasonic technique, we prepared OMC/Ag@Au NPs composite which exhibits high SERS activity, reproducibility and stability. The excellent SERS activity mainly stems from two distinct mechanisms, electromagnetic enhancement from surface plasmon resonance (SPR) of Ag NPs and Au NPs as well as chemical enhancement from absorption effect of OMC, indicating a great potential in detecting organic pollutants.
Key words:  ordered mesoporous carbon    surface-enhanced raman scattering    silver nanoparticles    gold nanoparticles
               出版日期:  2021-09-25      发布日期:  2021-09-30
ZTFLH:  D430  
基金资助: 国家自然科学基金(51878659);军队医学科技青年培育计划拔尖项目(19QNP111);国家重点研发计划(2018YFC1603702)
作者简介:  薛沙,现就读于天津大学生物医学工程专业,硕士研究生。于2019年9月至今在军事科学院系统工程研究院卫生装备研究所联合培养学习,主要从事表面增强拉曼(SERS)基底材料的制备及分析研究。
邓橙,军事科学院副研究员,2003年于四川大学材料科学与工程专业获工学学士学位;2003年9月至2010年1月,在国防科学技术大学材料科学与工程专业获工学硕士和博士学位。以第一或通讯作者在国内外学术期刊上发表论文40余篇,获国家专利授权21项;并担任多个学术期刊的审稿人。研究工作主要围绕无机功能性膜材料与水处理技术的基础理论和应用,主持包括国家自然科学基金、天津市科技支撑计划重点项目,参与国家重点研发计划、全军十二五重大项目等。现担任中国海水淡化与水再利用学会青年专家委员会委员。
朱孟府,军事科学院系统工程研究院研究员、博士研究生导师。主要从事功能材料制备技术研究,重点研究复合纳米材料及分离材料的制备、表征以及应用。在国内外重要学术期刊发表研究论文100余篇。
引用本文:    
薛沙, 赵蕾, 赵友全, 徐慧敏, 邓橙, 王尹, 蔡田雨, 朱孟府. 有序介孔碳负载纳米金属颗粒及其SERS性能研究[J]. 材料导报, 2021, 35(18): 18001-18006.
XUE Sha, ZHAO Lei, ZHAO Youquan, XU Huimin, DENG Cheng, WANG Yin, CAI Tianyu, ZHU Mengfu. Fabrication and SERS Performance of Ordered Mesoporous Carbon-supported Metal Nanoparticles. Materials Reports, 2021, 35(18): 18001-18006.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20090065  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2021/V35/I18/18001
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