Fe_3O_4模板SERS基底的构筑与应用研究

【摘要】表面增强拉曼光谱(Surface-EnhancedRamanSpectroscopy,SERS)技术作为一种非常灵敏的检测手段被广泛应用于各个领域,尤其在分析化学、生命科学、药物化学等方面。随着科技的发展,传统的一次性使用的SERS基底已经不能够满足人们的需要,因此,多功能并且可循环使用的SERS基底被大量广泛的合成出来。其中磁性纳米复合材料由于其自发富集功能,而引起了SERS领域当中人们的高度关注。本文中,我们以Fe304为模板,在其表面修饰上活性基团后包覆贵金属纳米颗粒或半导体材料二氧化钛(Ti02)从而制备出多种性能的不同的磁性SERS基底。本论文包括四个章节：第一章,首先对SERS进行简单的介绍,包括SERS的由来、SERS的增强机理等。然后,系统地阐述了SERS的应用,包括其在生物传感方面、环境检测方面、危险品爆炸物检测方面以及对催化反应的动态监测方面的应用。最后介绍多功能SERS基底的研究进展,包括磁性、光催化降解活性以及可循环使用的SERS基底的研究进展。第二章,利用水热法合成磁性Fe304后,用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)预处理之后,再利用含有多个-NH2的聚醚酰亚胺(PEI)作为联接剂将Au立方包覆在Fe304表面。由于表面Au立方的尺寸为65nm,具有非常好的SERS增强效应,对于农药残留的检测也具有很高的灵敏度。除此之外,该材料具有很好的磁性,使得其易与待测分子分离,从而可以作为可循环使用的SERS基底,在SERS实际检测中具有非常重要的意义。第三章,合成Fe304后,通过水热法在其表面包覆C层后,将3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)和Fe3O4@C混合搅拌后,在其表面修饰上-NH2,然后利用-NH2抓捕金颗粒,制备出Fe3O4/C/Au核壳纳米复合材料。由于C层表面Au颗粒大小不均一,大颗粒的Au具有SERS活性的同时小颗粒具有催化活性使得Fe3O4/C/Au可以在外磁场的存在下同时作为SERS基底和催化剂原位跟踪催化反应p-nitrothiophenol(p-NTP)到p-aminothiophenol(p-ATP)的反应过程。外磁场的存在能够使热点更为密集和稳固,从而使催化反应能够更为平稳地进行并且具有更好的SERS增强效应。第四章,在前面工作的基础上,通过水解硅酸四乙酯在Fe3O4表面包覆SiO2合成Fe3O4@SiO2,然后水热条件下水解钛酸四丁酯制成Fe3O4@SiO2@TiO2,最后采用银镜反应在其表面沉积Ag颗粒。将其用于降解染料分子CV,由于贵金属和TiO2之间具有特殊的作用使其具有更强的光催化活性。分别用SERS和紫外光谱跟踪催化过程。Fe3O4@SiO2@TiO2@Ag能够同时作为光催化剂和可循环SERS基底,对于多功能SERS基底的研究具有重要意义。
【作者】蔡文雅；
【导师】杨良保；汪新；
【作者基本信息】安徽大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】表面增强拉曼光谱；Fe3O4/贵金属复合材料；合成；应用；

【参考文献】
[1]杨志荣,史培军,方修琦.大青山调角海子地区11kaB.P.以来的植被与生态环境演化[J].植物生态学报,1997,06:64-66+69-76.
[2]朱良保.企业文化与核心竞争力[D].苏州大学,行政管理,2002,硕士.
[3]魏志翔.基于CAN总线的车灯控制及电气检测系统研制[D].华中科技大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[4]樊蓉.物流配送中车辆调度算法的比较研究[D].南京农业大学,物流工程,2013,硕士.
[5]朱小萍,夏陆岳,孙小方,蔡亦军,周猛飞,潘海天.基于SVM增量学习的氯甲烷含水量预测控制[J].科技通报,2012,01:133-136.
[6]李娜娜.基于免疫的层次异常检测研究[D].河北工业大学,2005.
[7]俞学节,周天健.高速钢中贝氏体的二次硬化特征[J].金属学报.1989(05)
[8]张存禄,黄培清.数据挖掘在供应链风险控制中的应用研究[J].科学学与科学技术管理,2004,01:12-14.
[9]林琳.视神经损伤后的病理溃变及手术及药物干预的实验研究[D].新疆医科大学,外科学,2014,博士.
[10]张磊磊.LPG循环甩挂运输调度优化研究[D].大连海事大学,物流工程,2013,硕士.
[11]曾岁三.具有CVF控制的高精度带材冷轧机厚度控制系统[J].冶金自动化,1992,05:27-31+59.
[12]裘成鎚.信号远程隔离变压器二次侧电压的设置[J].铁道通信信号.2007(07)
[13]张瑞.村镇银行公司治理法律问题研究[D].首都经济贸易大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[14]龚永.四川省住院医师规范化培训质量分析与对策研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[15]雷迎春,王明世.塔里木盆地西南部地区大地水准面现状及对石油物探精度的影响[J].石油地球物理勘探,2001,03:315-318+382.
[16]朱元元.基于LabVIEW模拟电路故障诊断方法研究[D].沈阳理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[17]吴健.高速数据采集卡的信号完整性研究[D].天津理工大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[18]陈刚.经胸小切口与传统开胸行Heller术治疗贲门失弛缓症对比研究[D].郑州大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[19]弗雷德丁·希尔特曼,牛毓荃.地震波的振幅—简论[J].石油地球物理勘探,1976,05:46-69.
[20]孙双祥.成都地铁4号线省文联站深基坑排桩支护方案研究[D].西南交通大学,地质工程,2012,硕士.
[21]施春宁.车载压实度实时检测系统的设计研究[D].长安大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[22]张继宽.五千吨低聚糖项目可行性研究及设计方案[D].齐鲁工业大学,轻工技术与工程,2014,硕士.
[23]凌小萍.技术发展的社会选择研究[D].广西大学,科学技术哲学,2004,硕士.
[24]沈培荣,卢宗福,张中奇.粗骨料品种与特细砂高强泵送混凝土的弹性模量[J].建筑技术.1997(01)
[25]薛云灿.参数突变的系统辨识算法研究[D].浙江大学,2002.
[26]完璞.印刷套筒振子单元圆柱共形阵天线的仿真与优化[D].西安电子科技大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[27]戴哲平.对上交叉综合症的分析及其矫正方法的研究[D].西南交通大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[28]峻峰.西部地区人力资源开发与经济增长[D].中央民族大学,2005.
[29]冯蓉.老人和残疾人智能家庭的算法设计和实现[D].浙江大学,电子信息技术及仪器,2013,硕士.
[30]丁晓雪.高校文科实验教学空间形式特性构建研究[D].大连理工大学,美术学,2013,硕士.
[31]张磊.胃癌腹膜转移相关蛋白Myosin-9促进胃癌的侵袭和转移[D].南方医科大学,外科学,2014,博士.
[32]崔倩.触觉经验对认知判断的影响[D].南京师范大学,基础心理学,2012,硕士.
[33]周小娟.服务型企业全面预算管理体系构建[D].首都经济贸易大学,会计学,2014,硕士.
[34]侯之臣.胡锦涛和平发展观研究[D].喀什师范学院,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[35]马少丹.粤通卡增值业务发展战略研究[D].华南理工大学,MBA（专业学位）,2014,硕士.
[36]黄晓宇.走近纳米——石墨烯:你我身边的神奇材料[J].世界科学,2012,02:41-42.
[37]胡际平.现代地下采矿方法典型实例(一)——分段充填采矿法[J].国外金属矿山.1990(01)
[38]冯学慧.图像识别中的弱分类器自适应集成增强方法研究[D].东北大学,机械设计及理论,2010,硕士.
[39]王凤霞.校园网无线网络管理与应用优化[D].复旦大学,计算机技术,2012,硕士.
[40]顾雪景.我国高铁货运市场需求分析与开行模式研究[D].北京交通大学,2014.
[41]陈传斌.养殖场及周边环境中典型兽药的暴露水平和生态风险评估[D].南京大学,环境科学（专业学位）,2013,硕士.
[42]李清波.自立人格对高中生时间管理倾向的影响[D].华中师范大学,心理健康教育,2014,硕士.
[43]董晓雪.上市银行内部控制重大缺陷披露研究[D].华中科技大学,会计,2013,硕士.
[44]刘明.三并联万向工作台动静态特性的研究[D].东北大学,机械电子工程,2009,硕士.
[45]杨鸿.甲磺酸加替沙星氯化钠注射液健康人体药代动力学研究[D].重庆医科大学,内科学,2004,硕士.
[46]成英文,范容廷,张辉.人民币汇率变动对中国出入境旅游市场的影响研究——基于主要客源国和目的地国家面板数据的分析[J].经济问题探索,2014,06:93-101.
[47]金慧兰.对不同耐力水平者心率阈及其实现最大乳酸稳态的研究[D].苏州大学,体育教育训练学,2003,硕士.
[48]李德洗.农村劳动力转移的经济学分析[D].河南农业大学,农业经济管理,2004,硕士.
[49]周义刚,俞汉清,张恒毕,徐好义.Ti-10V-2Fe-3Al合金中β斑点的研究[J].西北工业大学学报.1990(04)
[50]张兴菊.构建社会主义和谐社会背景下党群沟通机制研究[D].四川农业大学,马克思主义中国化研究,2012,硕士.