《納米TiO2 /Ag分級結構的SERS活性及對POPs的痕量探測》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由胡小曄擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米TiO2 /Ag分級結構的SERS活性及對POPs的痕量探測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡小曄
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用電化學陽極氧化法製備出結構參數可控的多孔且有序的分級結構TiO2納米陣列膜，然後結合無電沉積技術在該分級結構上均勻地組裝尺寸可調的Ag納米顆粒，獲得具有高的表面拉曼增強（SERS）活性、能實現對高穩定性、持久性有機污染物（POPs）進行痕量探測的TiO2/Ag複合SERS襯底。系統研究TiO2/Ag襯底結構參數對SERS性能的影響；建立襯底結構參數與SERS活性之間的關係；探索TiO2/Ag複合襯底增強原理。.通過引入有序的多孔TiO2納米結構，在組裝Ag納米顆粒時能形成相互分離且間隙可調的納米顆粒，形成SERS熱點，進而有效地提高襯底SERS活性；同時多孔結構能使SERS襯底能有效地捕獲高穩定性的探測分子，對解決SERS襯底難捕獲高穩定性有機污染物的問題提供行之有效的方法。本項目預期成果不僅在學術上具有重要的意義，而且為設計實用型、能探測高穩定性污染物的SERS襯底提供新的參考依據。
結題摘要
本項目以實現對持久性有機污染物(POPs)的痕量快速檢測為目標牽引，以構築高表面增強Raman散射(SERS)效應的納米有序陣列為導向，緊緊圍繞項目研究內容、研究計畫，設計並構築了多種高性能的SERS襯底，實現了對持久性有機污染物多氯聯苯(PCB)的痕量快速檢測。根據研究計畫，項目組成員從探索合成二氧化鈦(TiO2)納米有序陣列出發，以陽極氧化的TiO2納米管陣列為基礎，通過調節工藝參數及後續處理，獲得了多種有序的TiO2納米陣列結構，包括單晶銳鈦礦納米顆粒組裝的TiO2納米管陣列、蜂窩狀分級的TiO2納米管陣列，以及具有芯殼結構的TiO2納米培養皿陣列；並以這些有序的TiO2納米陣列作為模板，組裝Ag納米顆粒，形成有序或準有序的Ag納米顆粒組裝的納米碗、納米環及超結構的Au/Ag@Al2O3@Ag納米球陣列SERS襯底，實現了對持久性有機污染物多氯聯苯(PCB)及農藥的主要成分(甲基對硫磷)的痕量快速檢測。同時，在本項目研究內容的基礎上拓寬SERS襯底的設計思路，構築了兩種高SERS活性的納米陣列結構：(1)以具有錐形孔與錐形柱結合的多孔氧化鋁為模板(AAO)，結合離子濺射Ag工藝，構築了大面積高度有序排列的銀納米柱與納米顆粒兩種結構相互交錯的複合陣列；(2) 以錐形氧化鋅(ZnO)納米錐陣列為模板，結合電化學沉積技術及犧牲模板方法，分別構築了以Ag納米片、Au納米棒及Pd納米塔等組裝的各種納米管陣列。這些貴金屬有序納米結構都具有良好的SERS活性，也實現了對POPs中PCB的快速痕量檢測。本項目研究達到了預期目標，項目執行期間，共發表SCI論文5篇，待發表1篇，申請發明專利3項。本項目的研究成果為設計實用型、能探測高穩定性有機污染物的SERS襯底提供了新的參考依據。
