设计合成了一种含双酯基的1，2，3-三氮唑化合物，与罗丹明B酰肼结合生成了具有“开-关”性质的荧光探针（简称L₂），应用光谱学表征了L₂的物理化学参数。L₂分别在DMF/Tris-HCl（1∶1，v/v，pH=6.0，20 μmol/L）和MeOH（20 μmol/L）溶液中对Hg²⁺和ClO^-显示出高选择性和灵敏性；利用荧光和紫外光谱分别测定了L₂对19种金属离子和14种阴离子的光学性能。实验表明，Hg²⁺和ClO^-的存在使得L₂在585 nm和576 nm均有一个新的发射峰出现；同时伴随着荧光强度明显的增强，溶液体系发生了裸眼能识别的显色变化，表明Hg²⁺可以将罗丹明分子的酰肼闭环结构转换为开环结构，并以1∶2的比例方式生成了一种新配合物，这也被质谱、工作曲线、核磁滴定和TD-DFT计算的结果所证实；L₂对Hg²⁺和ClO^-的检测限分别为7.45 nmol/L和 0.67 μmol/L。此外，生物活性测定显示L₂对HeLa细胞有非常低的毒性，并且可用于HeLa细胞中Hg²⁺和ClO^-的细胞成像，表明L₂在体内可进行微测定Hg²⁺和ClO^-的巨大潜力。

罗丹明6G的痕量检测需要具有较高的灵敏度，为提高SERS基底的增强因子从而提高检测灵敏度，设计了米花型SERS基底，采用有限元法对其拉曼增强效果进行仿真，模拟不同中心球半径r、米花花瓣轴a、b、c以及中心球与花瓣间距d条件下电场强度的变化，得出最佳结构参数，并计算其SERS增强因子。随后利用电化学沉积法制备该基底，并探究电压值以及柠檬酸三钠和AgNO₃的浓度配比对基底结构和性能的影响，从而制备出与理想物理模型形态最接近的米花型银/氮化钛薄膜基底。然后用其对罗丹明6G（R6G）进行痕量检测，探究该基底的拉曼增强效果以及稳定性。实验结果表明，当沉积电压为2V，柠檬酸三钠与AgNO₃浓度配比为1∶1 （2 mmol/L∶2 mmol/L）时，得到的米花型TiN-Ag复合SERS基底与理想化模型仿真形态最接近。经过计算得到该基底的增强因子可达10¹⁵，对罗丹明6G的检测限可达10⁻¹³ mol/L。实验结果证明设计的基底灵敏度高、稳定性强，可对食品非法添加剂的痕量检测提供技术支撑。

由于环境污染日益严重，对污染物进行追踪具有必要性，使用示踪剂罗丹明B进行追踪实验是对污染物溯源的一种有效方式，但在使用罗丹明B荧光传感器进行原位污染物追踪检测中，温度浊度等环境因素变化会对测量结果造成影响，因此需对温度和浊度两个主要环境因素进行补偿校正，从而提高罗丹明B检测准确度。利用荧光分光光度计检测不同浓度罗丹明B荧光光谱，并采用偏最小二乘法（PLS）进行光谱数据分析与建立标准曲线。测量并分析了温度10~60 ℃和浊度0~55 NTU范围的罗丹明B荧光光谱，结果表明罗丹明B的荧光强度与温度呈负相关性，与浊度呈正相关性。由于罗丹明B浓度差值变化率与温度和浊度呈良好线性关系，因此利用罗丹明B浓度差值变化率对不同环境进行补偿校正。在温度和浊度补偿校正之后，浓度检测结果的相对误差分别小于0.48%和0.34%，提高了罗丹明B在不同环境中的检测准确度，并对温度和浊度共同影响时的检测结果进行分析，建立共同补偿校正模型。为抑制温度和浊度对罗丹明B原位检测的干扰提供了一种修正思路。

利用电沉积法制备了银基底，考察了焙烧温度对基底形貌和表面增强拉曼散射效应的影响。研究结果表明，制备的电沉积银基底呈主干及两侧分支组成的枝晶状，分支均具有高曲率的尖端，可以产生避雷针效应，增强基底的表面增强拉曼散射性能；对基底进行焙烧处理，在300 ℃时分支尖端开始消失并出现团聚现象，400 ℃时枝晶变得粗大，但有新的球状纳米颗粒生成，可以为表面增强拉曼散射提供新的“热点”。以罗丹明6G为探针分子，考察了制备的银基底在焙烧前后对其拉曼光谱信号的增强作用，发现增强效应随焙烧温度的增加而减小。基底未经焙烧处理时增强因子为1.62×10⁵，当焙烧温度为400 ℃时，其增强因子仍可达到2.16×10⁴，表明焙烧后的银基底仍具备较显著的表面增强拉曼散射效应。将制备的银基底用于1-乙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体不同温度下的原位拉曼光谱检测，发现其拉曼光谱信号显著增强。

通过溶剂热法制备不同ZnO和BiOBr摩尔配比的ZnO/BiOBr复合光催化剂。ZnO与BiOBr摩尔比为1∶2时，ZnO/BiOBr复合材料光催化降解罗丹明B的性能最好，可见光照120 min，罗丹明B（20 mg/L）去除率达98.89%，降解速率常数为0.040 50 min^-1，是纯BiOBr的4倍。紫外-可见漫反射和荧光光谱分析显示较纯ZnO，ZnO/BiOBr（1∶2）吸收带红移，光子利用率提高，且光生电子-空穴复合机率降低。通过电子顺磁共振波谱仪和半导体能带理论对降解机理进行分析，结果显示降解过程主要通过·O₂^-、·OH自由基的氧化作用，ZnO与BiOBr之间形成界面电场，降低了电子-空穴的复合机会。

通过化学法制备了纳米银溶胶基底和微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)基底, 其中光纤SERS基底的微腔结构是通过氢氟酸(HF)腐蚀得到的。 实验采用湿法检测, 首先将纳米银溶胶基底与罗丹明6G(R6G)混合, 找到增强效果最强时的裸光纤微腔结构, 在此结构的基础上采用溶胶自组装法制备银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底, 通过控制自组装时间制备不同光纤SERS基底(Ag/光纤-x, 其中x为自组装时间, 分别为10, 20, 30, 40, 50和60 min)。 以10^-3 mol·L^-1的R6G为探针分子, 对Ag/光纤-x基底进行初筛, 得到增强效果最强的Ag/光纤-30基底。 通过检测不同浓度的R6G溶液, 对纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的SERS性能进行研究。 实验结果表明, 在相同的实验条件下, 纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底对R6G的检测限(LOD)分别为10^-6和10^-9 mol·L^-1; 在1 362 cm^-1拉曼位移处对两种基底的拉曼强度和浓度进行对数转换拟合, Ag/光纤-30基底的拟合优度R²达0.975 3, 远高于纳米银溶胶基底; 拉曼信号的再现性检测结果表明, 两种基底在各个特征峰处的RSD值均在合理范围内, 但Ag/光纤-30基底的RSD值范围更小, 范围最大值仅为10.94%; 两种基底的稳定性测试结果表明, 纳米银溶胶基底35 d后, 在1 362 cm^-1位置处的综合拉曼强度下降了45.90%, 而Ag/光纤-30基底35 d后, 综合拉曼强度仅下降了17.58%, 说明Ag/光纤-30基底具有长期稳定性。 同时, 对两种基底增强因子(REF)进行计算, 对浓度为10^-6 mol·L^-1的R6G溶液, 纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的REF数值分别为3.49×10⁶和2.14×10⁷, 说明对于同一浓度的R6G溶液, Ag/光纤-30基底具有更强的增强效果, 且比纳米银溶胶基底高出一个数量级。 通过对比两种基底的SERS性能, 表明Ag/光纤-30基底具有更高的灵敏度、 更好的再现性以及长期稳定性。 因此, 基于银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底在农残化学分析、 生物医学检测等痕量检测方面有潜在的应用价值。