新型SERS基底的研制及对结晶紫和锰离子的分析检测研究

作     者：陈钦钰 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐建设

授予年度：2023年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0828[工学-农业工程] 070302[理学-分析化学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：表面增强拉曼光谱 SERS基底 水体污染物 结晶紫 锰离子 

摘      要：随着社会经济的不断发展,工业污染已成为水环境中无法回避的问题。污染物已对生态和人体健康构成了极大的威胁。同时,对环境中的污染物进行快速、简便的检测,监督检测部门也提出了更高的要求。表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是近年来发展起来的一种高灵敏光谱检测技术,具有快速、简便、痕量检测等优点,在水环境中污染物检测方面显示出巨大的应用前景。本文选取结晶紫和锰离子作为检测分析的对象,制备了两种拉曼基底。本论文的主要研究内容包括:(1)利用乙二醇还原硝酸银制作一种稳定性好、易制备、拉曼强度高、易储存的CTS-Ag新型SERS基底。利用扫描电镜(SEM)观察了材料的表面结构。选用人工染料罗丹明B(R6G)作为探针分子检测该基底SERS增强效能。使用CTS-Ag复合基底对多烷芳烃结晶紫(CV)进行检测,结晶紫特征峰的信号得到了很好的加强并在1×10-1×10 mol/L范围内获得了良好的线性关系。该研究为SERS技术的发展提供了新方法。在此基础上,将CTS-Ag基底应用于实际水体和鱼肉中结晶紫的定量检测。(2)将SERS探针构筑为一种混合系统,包含银纳米颗粒(Ag NPs)、6-巯基烟酸(MNA)和三聚氰胺(MA)。该SERS探针对于锰离子(Mn)分析的可能原理是6-巯基烟酸与三聚氰胺合作,结合锰离子导致银纳米颗粒聚集,从而快速增强6-巯基烟酸的拉曼特征峰信号。这种由重金属引起的聚集效应将通过紫外可见光(UV-vis)和透射电子显微镜(TEM)进行测试。通过对修饰剂配比、pH值等参数的优化,实现对重金属锰的高灵敏检测。MNA-MA-Ag NPs探针对于锰离子的检测在1.0×10-1.0×10 mol/L范围内获得了良好的线性关系并具有较好的选择性。在此基础上,将其应用于饮用水中锰离子的检测。