贵金属纳米颗粒修饰的银纳米线的调控合成及其在表面增强拉曼光谱中的应用研究

制约表面增强拉曼散射（Sueface-enhanced Raman Spectroscopy, SERS）技术商业应用的关键是如何制备出灵敏度高、重复性好、稳定、易于制备和储存、使用方便的SERS活性基底。本课题拟采用低温液相法调控合成不同贵金属纳米颗粒表面修饰的银纳米线，以单根的贵金属纳米颗粒修饰的银纳米线为增强拉曼散射SERS活性基底，研究不同金属纳米颗粒以及贵金属纳米颗粒的尺寸和分布密度对单根纳米线SERS活性的影响，并对影响SERS活性的各项参数进行理论分析和优化，从而制备出高质量的SERS活性基底；以最优化的贵金属纳米颗粒修饰的银纳米线为SERS活性基底，利用表面拉曼散射技术对牛奶产品中的三聚氰胺进行检测分析，研究牛奶产品中添加剂对三聚氰胺拉曼光谱检测的干扰，针对具体的干扰成分制定相应的实验方案来消除干扰，从而探索出牛奶产品中三聚氰胺的快速检测方法。

本课题以银纳米线为模板，通过低温水热法（100℃）在银纳米线的表面沉积贵金属（银、金、铂、钯）纳米颗粒。利用光刻和电子束蒸发技术将贵金属纳米颗粒修饰的银纳米线固定在镀有二氧化硅层的硅片上，实现单根纳米线在硅片上的定位。利用原子层沉积技术在单根贵金属纳米颗粒修饰的银纳米线的表面沉积一定厚度的纳米氧化铝，提高了纳米颗粒在空气中的稳定性；考察了贵金属纳米颗粒的种类、分布密度、颗粒尺寸大小和氧化铝薄层厚度对单根纳米线拉曼活性的影响。结果表明银纳米颗粒修饰的银纳米线表现出最好的拉曼增强效果；拉曼活性随着颗粒尺寸及数目的增加而增加；氧化铝薄层减弱了拉曼信号的强度；单根的银纳米颗粒修饰的纳米线具有很好的灵敏性和重复性。以最优化的银纳米颗粒修饰的单根银纳米线为基底，利用拉曼技术对奶粉中的三聚氰胺进行检测，结果表明奶粉中三聚氰胺的最低检出限为6.3ppb。研究还发现奶粉中的氨基酸和防腐剂苯甲酸对三聚氰胺的检测有很大的干扰。通过在含三聚氰胺的奶粉溶液中添加适量的三价铁离子，可以达到消除这些干扰的目的。通过本项目的研究，建立了一种基于表面曾强拉曼散射从奶粉中检测三聚氰胺的新工艺。