锥形微纳分级柔性SERS基底用于高灵敏度爆炸物检测

发布时间：2024-02-21 03:36

　　随着中国城市化进程的加快,人口密集化问题日益突出,由此造成的安全隐患十分严重。近年来,在机场,车站等人流密集的区域或多或少都存在着高能爆炸物TNT的安全检测问题;另外,TNT粉末长期存在于空气中时,会导致人体贫血和肝功能受损。在这样的环境背景下,我们使用柔性材料PET薄膜作为衬底,通过一系列微纳加工手段,成功设计出一种锥形微纳分级柔性SERS基底,并使用该柔性SERS基底对痕量TNT进行了超灵敏检测。本文的主要研究工作有:1、设计并加工出一种锥形微纳分级柔性SERS基底,通过理论研究表明,基底表面的微纳结构之间的纳米间隙越小,增强效果越好。在这一基础上,这篇文章通过纳米球刻蚀和RIE反应离子束刻蚀技术加工出一种最小间隙为50nm左右的纳米锥阵列。2、为了加工出理想形貌的纳米锥结构,通过SEM图确定了在洁净的PET薄膜表面旋涂单层聚苯乙烯(PS)小球的旋涂机的参数。在确定最理想的RIE刻蚀时间时,我们使用了一系列刻蚀时间参数,通过拍出来的SEM图片,选出了纳米间隙最小的SEM图片对应的刻蚀时间,并最终以该时间加工出来的基底作为后续实验的标准基底。3、通过以R6G分子作为报道物分子,验证了...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1LabRAMHREvolution拉曼光谱仪

这些检测方法预处理复杂，耗时长，重复性差，抗干扰能力弱。表面增强拉曼光谱(SurfaceenhancedRaman,SERS)由于其非接触性、快速和及其具有的丰富的化学指纹信息而被用来作为一种强大的分析工具。人们普遍认为这种巨大的增强效果主要是通过电磁增强和化学增强作用两种机制实....

图1.2拉曼散射原理图

第一章绪论11需要检测基底能够随意的弯曲。显然，传统的硬质基底难以满足检测需求。基于此，我们提出了一种基于微纳加工柔性PET薄膜的方法，获得了大面积的热点均一的SERS基底。综上，本课题基于反应离子刻蚀技术以及其他加工技术，对柔性PET表面进行了三维纳米结构的加工，获得了结构均一....

图1.3等离子体共振模型

第一章绪论13磁增强效果与吸附在基底表面的分子没有关系。到目前为止，研究人员提出了多种模型来解释这种增强机理，其中包括但不限于表面等离子体共振模型，避雷针效应和表面镜像场作用。在这里面，表面等离子体共振模型是一种最经典的解释电磁增强的模型，研究表明，电磁增强效果主要出现在纳米尺度....

图1.4SERS技术的广泛应用

合肥工业大学硕士学位论文14如图1.5所示，孟国文等人[22]通过在大型垂直排列的锥状ZnO纳米棒的侧面和顶端同时组装小的Ag纳米颗粒(AgNPs)和大的Ag球体，实现了一种新型的、高灵敏度的、均匀的三维表面增强拉曼散射(SERS)衬底，并利用该基底对环境污染物多氯联苯(PCB)....

本文编号：3904978