有序多孔贵金属介观晶体的制备科学及其SERS性能研究

基本信息
批准号:51471182
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:杨勇
学科分类:
依托单位:中国科学院上海硅酸盐研究所
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Nguyen Viet Long,陈健,曹艳琴,张俊伟,付朝丽,张超,Masayuki Nogami
关键词:
金属纳米材料纳米晶介观晶体表面增强拉曼散射介孔
结项摘要

The pesticide residues on fruits and vegetables are very harmful to human health. Surface-enhanced Raman spectroscopy provides a label-free technique for the detection of molecules by detecting their distinct signature of vibrational modes, has the potential application in detecting pesticide residues. SERS-active substrates with large-area surface morphology uniformity, stability, high enhancement factor and good reproducibility is rather difficult to achieve. Properly engineered nano-structured substrates with an ideal reproducible surface morphology in which EM hot spots can be created plentifully, reproducibly and reliably, are an important challenge. In this work, novel ordered nanoporous metal mesocrystals will be developed based on the strategy of Template-directed polyol reduction combined with the Site-specific etching. The mesocrystal formation process and self-assembly mechanism will be demonstrated by applying the technique of 3D Transmission electron microscopy. The EM field distribution and SERS-enhancement will be studied by the near-field scanning technique combined with in-site Raman detecting technique, in order to optimize the morphology and structure of nanoporous Au, Ag mesocrystals for improving their SERS properties and the limit of detection of pesticide residues. The SERS-technique with our nanoporous metal mesocrystals as active-materials can provide a rapid, high-sensitive and cost-effective way for detection of organophosphorus pesticide residues on fruits and vegetables. It is helpful to reveal the metal mesosrystal formation mechanism, and the relation among the mesocrystal structure, SPR, local field enhancement and SERS enhancement mechanism.

瓜果蔬菜农药残留超标对人体健康威胁极大。表面增强拉曼光谱能够提供物质振动信息并具有很高灵敏度,有望应用于果蔬表面低残农药快速、高灵敏度检测。如今用于检测低残农药的SERS活性材料多存在重复性和均匀性不好,增强因子不高等问题。发展形貌可控、增强性能高、重复性好且均匀的活性材料是SERS应用发展的重要挑战。本课题计划采用模板导引多元醇还原结合定点刻蚀的方法,设计与制备新型有序多孔贵金属介观晶体,采用三维透射电镜研究其介观晶体形成过程和机理;开发有序多孔Au、Ag介观晶体SERS活性材料,采用近场扫描探针和原位拉曼扫描联用技术,可视化检测介观晶体EM电场分布和研究SERS增强机理,对比DDA理论计算结果来优化其结构参数,改善其SERS性能和对有机磷农药的检测限,为开发新型低残农药高灵敏度检测技术奠定基础。促进基础理论上对金属介观晶体形成机理,以及其形貌结构与SPR特性、SERS增强机理的理解。

项目摘要

瓜果蔬菜农药残留超标对人体健康威胁极大。表面增强拉曼光谱能够提供物质振动信息并具有很高灵敏度,有望应用于瓜果蔬菜表面低残农药快速、高灵敏度检测。如今用于低残农药检测的SERS活性材料大多存在重复性和均匀性不好,增强因子不高等问题。发展形貌可控、增强性能好、重复性好且均匀的活性材料是SERS应用发展的重要挑战。本课题采用表面活性剂介导合成结合定点刻蚀的方法,设计与制备了新型多孔贵金属介观晶体,采用三维透射电镜揭示了其介观晶体形成过程和机理;开发了高效多孔Au、Ag介观晶体,并对其探测甲基对硫磷及莠去津的SERS性能及检测极限进行了研究,并对比DDA理论计算结果优化了其结构参数,提高了其SERS性能,其对对低残农药的检测限达到0.2ppm级别,为开发新型低残农药高灵敏度、高选择性检测技术奠定基础。促进了基础理论上对金属介观晶体形成机理,以及其形貌结构与表面等离子体共振特性、EM电场分布及SERS增强机理的理解和探索。并发现和报道了一种新型半导体SERS活性衬底材料Nb2O5,可以显著增强生物医药领域染料分子的拉曼信号,实现高灵敏检测。相关成果被数十家新闻媒体报道。项目发表标注基金支持的SCI文章22篇。其中IF≥4.0文章7篇;申请专利2项。在相关国际会议上发表邀请及口头报告4次。并取得了专利转让收益。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

DOI:10.3799/dqkx.2020.083
发表时间:2020
5

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021

杨勇的其他基金

批准号:21473148
批准年份:2014
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:11403085
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51071167
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:31870125
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:50708040
批准年份:2007
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301552
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11572232
批准年份:2015
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:30840084
批准年份:2008
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:60906049
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21233004
批准年份:2012
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
批准号:81271744
批准年份:2012
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:39570721
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:31101208
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11474171
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:49503046
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81730084
批准年份:2017
资助金额:295.00
项目类别:重点项目
批准号:81001222
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51177151
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61662026
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:91227105
批准年份:2012
资助金额:75.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61262034
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51206015
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50701018
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30701032
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51102074
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20802080
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51672067
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:20473068
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:91529304
批准年份:2015
资助金额:233.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51007090
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90606015
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81071289
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81072661
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41101193
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40272110
批准年份:2002
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81502686
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11671063
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:11872126
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81400341
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900532
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51778525
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41671217
批准年份:2016
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81473591
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:60963012
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51303083
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11205065
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71373189
批准年份:2013
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:61501475
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805346
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502432
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408272
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860044
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81671038
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:71873097
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:71003077
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81473230
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81570601
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51407124
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91129731
批准年份:2011
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50907062
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105216
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29673033
批准年份:1996
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:20873115
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81273626
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30770685
批准年份:2007
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81673044
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51705113
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51902266
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602134
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51578443
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81673468
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11875190
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21572208
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51803224
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400168
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901250
批准年份:2019
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81774167
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:50978109
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81070603
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:11474285
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51577080
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

高效贵金属介观超结构的单颗粒SERS特性研究

批准号:51171139
批准年份:2011
负责人:方吉祥
学科分类:E0106
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

新型大面积有序多孔SERS基底的制备及其应用研究

批准号:21671001
批准年份:2016
负责人:谢安建
学科分类:B01
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
3

贵金属超结构图形阵列的制备及其SERS性能研究

批准号:11304188
批准年份:2013
负责人:田翠锋
学科分类:A2210
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高性能多孔TiO2基介观晶体钠离子电池负极材料的研究

批准号:51502038
批准年份:2015
负责人:洪振生
学科分类:E0208
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目