贵金属/氧化物复合纳米阵列作为表面增强拉曼基底检测食品污染物

本申请致力于研究贵金属/氧化物复合纳米阵列的制备及其作为表面增强拉曼（Surface enhanced Raman scattering, SERS）的基底材料用于检测食品中的污染物。SERS检测具有灵敏度高、方便、快速等优点，适合于检测食品中的微量污染物。但是目前SERS技术在实际应用中存在检测重复性不好等缺点，而SERS基底材料制备的完善对于解决这一问题十分重要。本申请拟将金、银等纳米粒子负载到氧化物纳米阵列上，以使所制备的基底材料上金、银纳米粒子分布均匀，从而使得该基底用于SERS检测时，活性点分布均匀，结果重现性好。系统地研究利用SERS技术检测食品中的污染物例如农药、二恶英和三聚氰胺等，建立一套通过SERS快速、方便、准确地检测食品污染物的方法。

本项目以金和银的纳米复合材料为研究对象，制备了一系列的表面增强拉曼散射（SERS）基底材料，例如Au@Cu2O、Ag@Cu2O、Ag@AgCl、Ag@AgxO-Si和Ag@Fe3O4等贵金属/半导体纳米复合材料，以及Ag/Pt纳米线、刻蚀的银纳米线和Ag纳米粒子负载的铜片，并测试了这些SERS基底材料的拉曼增强效果。研究结果表明，由于贵金属纳米粒子能均匀地负载在半导体纳米材料的表面，并且贵金属纳米粒子尺寸较小，在这些纳米粒子之间能产生强烈的表面等离子体共振吸收，因而这些贵金属/半导体基底材料具有很高的SERS检测灵敏，同时还具有较好的检测重现性。所制备的SERS基底材料，例如Ag@Cu2O可用来检测食品中的污染物如塑化剂，在浓度低至1μM时依然能获得较强的拉曼特征信号。此外，一些贵金属纳米复合材料例如Ag-Pt和Au-Pt纳米复合材料在电化学催化氧化甲醇方面展现出优秀的催化性能。在本项目的资助下，我们还进行了一些探索性研究，例如超级电容器电极材料的合成与应用，以及半导体纳米材料催化有机化学反应等。