《一種基於碳點複合納米材料的表面增強拉曼光譜研究》是依託吉林大學，由宋薇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：一種基於碳點複合納米材料的表面增強拉曼光譜研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋薇
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表面增強拉曼散射（SERS）是一種高靈敏的分子檢測手段，傳統SERS基底以貴金屬和少量半導體納米材料為主，對在其表面吸附性較弱的分子很難檢測，因此限制了其套用。本項目擬通過將碳點與半導體或者金屬複合，利用碳點/半導體(或金屬)與分子之間強的電荷轉移作用，增強複合基底的拉曼效應。探索碳點/半導體、碳點/金屬複合納米結構材料的尺寸、形貌、種類對其SERS性質的影響，揭示碳點/半導體、碳點/金屬複合納米結構材料的表面增強拉曼協同作用機理。利用碳點在半導體或者金屬表面與探針分子的強吸附作用，實現對低拉曼散射截面分子（如多環芳烴）的高靈敏度檢測。以細胞色素為探針分子，研究碳點/半導體、碳點/金屬複合納米結構材料的生物相容性與SERS性質之間的關係。利用碳點可吸收可見光並通過轉換實現與其複合的半導體發生電荷分離的特性，實現碳點/半導體複合納米材料對光催化反應進程的實時監測，擴大SERS的套用範圍。
結題摘要
表面增強拉曼散射（SERS）是一種高靈敏的分子檢測手段。碳點具有一些獨特的電學、光學和化學性質，將碳點與半導體或者金屬複合可以產生許多新穎的性質。例如，利用碳點/半導體複合納米材料作為基底可以實現化學反應過程和催化反應機理的原位SERS研究，利用碳點/金屬複合納米材料作為基底可以改善金屬納米材料的生物相容性及拓展其在生物體系中SERS的高靈敏度檢測，為SERS技術研究帶來新的契機。 本項目製備了一系列Ag/C-dot、Au/C-dot、ZnO/C-dot、TiO2/Ag/C-dot等核殼或複合納米結構材料，實現了這些複合結構材料尺寸、形貌的可調可控，完成了探針分子在這些複合納米結構材料基底上的SERS性質研究。研究了探針分子/碳化聚合物點偶聯Ag納米粒子接觸界面的電荷轉移SERS 機理，實現了碳化聚合物點/Ag納米催化反應過程中界面與分子之間的相互作用的原位監測。利用TiO2納米纖維為載體，原位生長碳點/Ag納米粒子，利用SERS技術研究了界面分子可見光催化降解的反應進程。通過實驗研究選擇控制Ag與石墨烯量子點相複合納米粒子的尺寸，構築了一類增強效果好，尺寸小，生物相容性好的石墨烯量子點/Ag複合納米結構材料，以小尺寸石墨烯量子點/Ag複合基底為基礎，進一步拓展了細胞內層面上的類酶催化反應的原位SERS監測，為構建細胞層面的酶催化反應的SERS高靈敏快速檢測技術奠定基礎。將該工作拓展，實現了石墨烯負載半導體/金屬複合納米材料作為類過氧化物酶和類氧化物酶基底，利用SERS技術研究了其類酶催化反應機理，實現了對H2O2、Hg2+、抗壞血酸、葡萄糖等重金屬及生物分子間接SERS超靈敏檢測及生物醫學套用。
