利用自组装技术将单层银纳米粒子修饰到Whatman No.1滤纸表面，成功制备了柔性表面增强拉曼散射（SERS）基底。实验结果表明：当银粒子尺寸为20 nm时，拉曼增强性能达到最佳。采用此参数制备的SERS基底对罗丹明6G（R6G）分子的检测极限为10^-10 mol/L，最大增强因子为5.66×10⁸，相对标准偏差（RSD）为10.9%。同时，该柔性基底能够准确地识别和区分多种目标分子，并具有良好的柔软性和可恢复性。此外，还结合基底的扫描电子显微镜（SEM）表征情况，利用时域有限差分（FDTD）仿真软件对样品的电磁场增强特性进行了数值分析，并对其与实验结果进行了对比。

本文以表面超疏水性的紫竹梅叶片为基质, 用疏水浓缩效应制备了银纳米粒子基底。所制备的基底同样具有超疏水性。对探针分子R6G进行了表面增强拉曼散射光谱检测, 当R6G的浓度稀释到 5×10-11 mol/L时都有很明显的特征峰, 说明该基底具有很好的增强效果。另外对紫竹梅叶片的正反表面制备的基底的增强效果进行了研究, 发现其增强程度差别不大, 于是采用正面来制备基底进行进一步实验研究。利用所制备的基底对福美双残留进行检测, 发现其检测限度可达5×10-8 mol/L。低于国标福美双0.1 mg/kg(对应摩尔浓度为4.16×10-7 mol/L)的最大残留限量, 可作为福美双农药残留一种快速的检测方式。该基底制备简单, 在普通实验室就能完成, 有望作为农药残留一种快速有效的检测方法。

一直以来, 将纳米结构材料用于其表面增强拉曼散射(SERS)时会先测试其吸收光谱, 因为一般研究认为, 纳米结构材料产生SERS的原因是纳米结构材料对于入射光的吸收产生了局域表面等离子体共振(LSPR), 因此我们常把SERS的增强因子随波长变化的曲线等同于吸收光谱曲线。 近年来, 有学者认为两者之间的联系可能是非常间接的, 并且在许多情况下会产生误导。 为了能够阐明两个之间的具体关系, 考虑到银纳米粒子(AgNPs)以其局域表面等离子体共振而显著提高拉曼散射的能力而闻名, 是制备SERS基底的理想纳米材料, 我们从实验和理论两个角度研究了三种不同状态的AgNPs中表面增强拉曼散射的增强因子(EF)、 吸收光谱以及空间的电场分布。 实验上, 利用化学还原法制备了银溶胶(Ag-sol), 并对Ag-sol做了透射电子显微镜(TEM)、 紫外可见分光光度计(UV-Vis)以及拉曼的表征实验, 统计和计算了银溶胶的EF和吸收光谱。 理论上, 利用仿真软件COMSOL Multiphysics建立了不同聚合类型AgNPs的仿真模型, 模拟计算了与实验相对应的EF随波长变化的曲线以及吸收光谱。 结果表明: 表面等离子体共振的空间分布对吸收和最大EF值起着重要的作用; 具有固定位置的共振吸收峰(第一个峰位)主要受“单颗粒类型”效应的影响, 而最大EF处的吸收峰(第二个峰位)由“耦合间隙类型”效应引起的蓝移谐振峰主导, 且最大EF值及第二个吸收峰的峰位会随着粒子的间隙、 偏振角度等因素而变化。 研究表明, AgNps样品的吸收光谱和最大EF曲线之间是部分相关的。

以胱氨酸和柠檬酸为碳源, 采用一步水热法合成了氮硫掺杂结构的蓝色荧光碳点(FCDs)。 FCDs在350 nm波长光源激发下, 于455 nm出现最大的荧光发射峰。 碳点水溶液在pH=6~11范围内都呈现稳定的荧光发射, 具有61.7%的高荧光量子产率和10.75 ns的长荧光寿命。 以此碳点为目标物, 设计层层自组装膜的简易制备方案, 探究银纳米复合基底对其荧光信号的增强效应, 通过增强型荧光传感膜实现提高药物检测灵敏度的目的。 实验过程中利用多巴胺碱性溶液的自聚合和还原效应, 在玻璃基底上形成平整的聚多巴胺膜, 同步进行硝酸银原位还原, 可制得均匀分散的聚多巴胺复合银纳米膜基底。 紫外光谱、 荧光光谱、 扫描电子显微镜和电子能谱检测结果表明, 在多巴胺聚合膜形成过程中原位还原的银纳米, 具有操作简便和稳定性能好优点, 纳米颗粒不易被氧化。 结合层层自组装多层膜技术(layer-by-layer self-assembled mutilayers, LBL SAMs), 在纳米复合膜表面组装聚电解质分子层, 精确调控银纳米与碳点的间隔距离, 构建荧光性自组装膜FTO/PDA-AgN/PDDA/[PSS/PDDA]₃/FCDs, 探究银纳米对碳点的荧光增强效应。 研究结果表明, 当聚多巴胺复合银纳米基底与碳点之间达到一定间隔距离时, 银纳米粒子可增强自组装膜上碳点的荧光信号, 荧光强度增加近3倍, 相应的荧光寿命由6.084 ns减小至2.983 ns。 这种荧光增强效应呈现出来的距离依赖性、 辐射衰减加快和与银纳米还原程度相关性, 表明增强荧光的机理可能为银纳米和碳点之间的局域表面等离子共振效应。 葛根素的加入使传感膜上碳点的荧光信号发生猝灭, 猝灭的程度和葛根素的含量在3.33×10^-7~1.50×10^-5 mol·L^-1范围内呈现良好的线性关系, 可建立荧光传感薄膜对葛根素的含量检测。 线性回归方程为I₀/I=2.843×10⁴c_Pue+1.068, 相关系数r=0.9985 6, 检出限QL=2.31×10^-7 mol·L^-1。 相比于FTO/PDA/PDDA/[PSS/PDDA]₃/FCDs, 增强荧光型传感膜明显提高了对葛根素的响应灵敏度, 检测限降低近一个数量级。

表面增强红外光谱(SEIRAS)是一种极具潜力的分析技术, 近年来被广泛应用于诸多领域。 SEIRAS技术的关键在于具有红外增强效应的基底, 但目前已有的SEIRAS基底制备的成本、 步骤和耗时等都还有待优化。 金属材料由于其不透光性, 通常难以用作透射模式(T-SEIRAS)基底的衬底, 本研究创新性地使用具有三维孔隙结构的泡沫铜材料作为衬底, 基于置换反应在泡沫铜上负载银纳米粒子, 研发出一种快速、 简便、 低成本的T-SEIRAS基底制备方法。 优化了银离子溶液浓度、 表面活性剂用量、 反应时间等主要影响因素, 结果表明: 硝酸银(0.2 mmol·L-1)用量为10 mL, 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(0.05 g·mL-1)用量为2 mL, 反应时间为30 s时, 基底红外增强效果最好。 通过扫描电镜(SEM)、 X射线光电子能谱(XPS)对SEIRAS透射基底的表征, 表明从几十到一百纳米尺度的银纳米被成功负载于泡沫铜衬底上。 优化制备的银纳米-泡沫铜SEIRAS透射基底可对探针分子11-巯基十一烷酸(MUA)及福美双农药产生明显的红外信号增强, 对MUA在1 689 cm-1处的增强达32.7倍, 对福美双在1 371 cm-1处的增强达2.9倍。 分别考察了福美双1 236, 1 371和1 495 cm-1处的吸收信号强度与浓度的线性拟合情况, 1 236 cm-1处的线性最优, 相关系数为0.923。 该基底对福美双的检出限为0.024 mg·mL-1。 研究结果为快速、 简便制备SEIRAS透射基底提供了新方案, 为福美双等有机污染物的现场应急快速检测提供了新思路。

利用静电纺丝技术制备了聚乙烯醇(PVA)/银纳米粒子高活性SERS柔性基底。将硝酸银、聚乙烯醇按照一定比例混合配置纺丝溶液，纺丝成膜后采用紫外光照射还原法得到纳米纤维基底。采用扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM),傅立叶红外光谱(FT-IR)，拉曼光谱(Raman)，紫外可见光谱(UV-Vis)等技术，对合成的纳米纤维基底进行表征。研究表明，银纳米颗粒呈球形分布在复合纤维中，粒径小于10 nm。以罗丹明为探针分子，硝酸银含量16wt%，紫外光照射3 h制备的基底具备最优的SERS性能。同时将此基底应用于烟酸药品检测，拉曼检测极限可达10-5 mol?L-1。

采用化学还原法制备碳纳米管/银纳米粒子(CNTs/AgNPs)表面增强拉曼散射(SERS)活性基底,采用模塑法构建具有SERS活性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控系统,以浓度为10 -7 mol/L的罗丹明6G(R6G)溶液作为探针分子,进行相应的实验研究。实验结果验证了CNTs/AgNPs增强基底在微通道的拉曼测试的可行性,此外还测试分析微通道内不同位置和不同时刻的探针分子拉曼信号的变化情况。

通过化学氧化块状石墨型氮化碳(g-C3N4), 获得在水中分散性好的片状g-C3N4。 XRD, FTIR和XPS表明, 所得片状g-C3N4含有氧官能团。 这不仅可以作为锚定点负载纳米银粒子(Ag NPs), 而且可以获得Ag NPs均匀分散的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物。 制备的复合材料中银纳米颗粒的重量百分比也会随着硝酸银与片状g-C3N4的质量变化而发生变化。 基于g-C3N4对Co2+的明显的拉曼强度响应, Ag NPS/g-C3N4纳米复合物作为表面增强拉曼散射(SERS)传感器检测Co2+。 通过拉曼强度的对照, 发现随着Co2+浓度的增加, 拉曼信号增加; 而含有73%银纳米颗粒的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物有高的灵敏性, 检测极限浓度达到10-9 mol·L-1; 复合材料同时显示出高的选择性, 对其他如Cd2+, Cu2+和Zn2+的金属离子没有明显的拉曼增强信号。 分析了复合材料对Co2+的增强机制。 由于Co2+与g-C3N4中的N/NH基团的耦合, 引发复合材料中Ag NPs聚集, 从而产生局部电磁场, 进而产生表面增强效应。 可以预知, Ag NPS/g-C3N4纳米复合物将作为一种用于制造SERS传感器的新的理想材料。

在环己烷/水界面以自组装的方式将单层密排的银纳米粒子膜转移到亲水性的硅片上,以罗丹明6G(R6G)为探针分子,通过与直接滴加银胶溶液和混合R6G后的银胶溶液得到的两种SERS基底对比,密排银纳米粒子膜展现了极高的灵敏度(R6G的检测极限为10-9mol/L)和信号再现性。结合有限时域差分法(FDTD)对其增强原因进行了模拟分析,实验结果与理论模拟基本相符。