本文主要研究内容
作者王少飞（2019）在《铀酰在银基底上的表面增强拉曼机制与痕量分析研究》一文中研究指出：铀酰(Ⅵ)离子及其配合物的高灵敏快速分析在核应急响应领域具有十分重要的需求,而现有分析方法难以兼顾铀酰离子的浓度分析与铀酰配合物的结构鉴定。表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)光谱技术可实现单分子检测,并提供分子的结构信息,有望实现铀酰离子及其配合物的痕量分析。现有关于铀酰化合物的SERS研究主要集中在制备具有强烈的电磁增强效应的银基SERS基底来提高O=U=O的拉曼信号强度,进而实现铀酰离子的痕量检测,但对其SERS机制缺乏统一认识,且在铀酰配合物的结构鉴定方面十分匮乏。此外,用于铀酰化合物SERS研究的大多数银基底在空气环境中的稳定性较差且无法重复使用,对铀酰离子的痕量检测能力仍需进一步提高。本论文针对银基SERS基底在铀酰离子及其配合物的痕量分析上存在的问题,制备了自组装银纳米颗粒基底、二氧化铪包覆的银纳米棒阵列基底以及Ag2O聚集体基底,探讨了铀酰离子在银基底上的电磁增强与电荷转移增强机制;考察了 SERS光谱的重现性、基底的稳定性与重复使用性以及基于这三类基底的SERS技术对铀酰离子的痕量检测能力;研究了铀酰配合物的SERS光谱与其结构之间的对应关系。本论文研究的主要结论有以下几方面。1、采用化学还原法制备了粒径均匀的银纳米颗粒,并通过自组装技术获得了结构规整、致密性较好的银纳米颗粒基底。本论文首次对铀酰离子在银基底上的拉曼峰位变化给出明确解释,即O=U=O的v1对称伸缩振动频率由871 cm-1降低至720 cm-1、826 cm-1分别是由铀酰离子与银基底之间的光致电荷转移、基态电荷转移效应所导致的。此外,铀酰离子在该基底上的SERS光谱重现性好,其拉曼增强效应来源于电磁增强与电荷转移增强机制的共同作用;基于该基底的SERS技术可实现铀酰离子的定量分析,检出限低达10-7 mol·L-1,与现有文献报道的基于银基底的SERS技术对铀酰离子的检测能力处于同一水平。2、采用电子束蒸发沉积技术制备了银纳米棒阵列,并利用原子层沉积技术在银纳米棒表面包覆二氧化铪薄膜。研究表明,二氧化铪薄膜有效隔绝了铀酰离子与银基底之间的电荷转移作用,使铀酰离子在二氧化铪包覆的银纳米棒阵列基底上的拉曼增强效应仅与电磁增强机制有关。此外,二氧化铪薄膜的包覆作用还显著提高了银基底的稳定性与重复使用能力;铀酰离子在该基底上的SERS光谱重现性好,表观拉曼增强因子达106;基于该基底的SERS技术对铀酰离子具有较好的痕量分析能力,检出限低达3.08×10-8 mol·L-1,优于大多数文献报道的基于银基底的SERS技术对铀酰离子的检测能力;不同类型的铀酰水解产物在该基底上的SERS峰位存在·定差异,可用于鉴定其结构信息;UO2(CO3)34-在该基底上的SERS峰位与其普通拉曼峰位近似相同,因此获得了近似原位增强的UO2(CO3)34-的SERS光谱,有利于水溶液环境中痕量UO2(CO3)34-的结构分析。基于可重复使用的二氧化铪包覆的银纳米棒阵列基底,本论文首次提出了一种能够兼顾铀酰离子的浓度检测与铀酰配合物结构鉴定的SERS技术,具有一定的实际应用前景。3、采用化学沉淀法制备了 Ag20聚集体基底。铀酰离子在Ag20聚集体上的SERS机制为激光诱导电子从Ag20的价带转移至铀酰离子的LUMO,导致O=U=O键长增加,进而提高其极化率,获得较强的拉曼信号(表观拉曼增强因子高达105)。因此,铀酰离子在该基底上的SERS效应主要源于光致电荷转移增强机制,与电磁增强机制无关。Ag20聚集体对铀酰离子的吸附能力较强,利用基底的富集作用可检测出10-8 mol·L-1甚至更低浓度铀酰离子的拉曼信号。此外,与现有的基于银基底的SERS技术对铀酰离子的痕量分析相比,Ag20聚集体易于制备、稳定性好且背景信号弱,有利于铀酰离子的精确分析;基于Ag20聚集体的SERS技术可排除许多杂质分子、离子的干扰而选择性地检测铀酰离子,有望应用于复杂水溶液环境下铀酰离子的痕量分析;常见铀酰配合物在Ag20聚集体上的SERS光谱存在一定差异,可用于鉴定其结构信息。本论文首次发现了光致电荷转移增强机制对吸附于Ag20聚集体上的铀酰离子的拉曼增强效应,进而证明了铀酰离子在银基底上也存在光致电荷转移增强机制且对其拉曼增强有重要贡献。本论文建立了可用于核应急响应领域铀酰化合物快速现场分析的SERS技术。该方法灵敏度高、检出限低,能够在非常短的时间内(几分钟)提供分析结果,较好地满足了核应急响应领域对分析技术的要求。此外,在本论文建立的研究平台上还能够开展其它锕酰类化合物的SERS研究,相关成果有望用于核应急响应领域所需的各类锕酰化合物的快速现场分析。
Abstract
you xian (Ⅵ)li zi ji ji pei ge wu de gao ling min kuai su fen xi zai he ying ji xiang ying ling yu ju you shi fen chong yao de xu qiu ,er xian you fen xi fang fa nan yi jian gu you xian li zi de nong du fen xi yu you xian pei ge wu de jie gou jian ding 。biao mian zeng jiang la man san she (Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)guang pu ji shu ke shi xian chan fen zi jian ce ,bing di gong fen zi de jie gou xin xi ,you wang shi xian you xian li zi ji ji pei ge wu de hen liang fen xi 。xian you guan yu you xian hua ge wu de SERSyan jiu zhu yao ji zhong zai zhi bei ju you jiang lie de dian ci zeng jiang xiao ying de yin ji SERSji de lai di gao O=U=Ode la man xin hao jiang du ,jin er shi xian you xian li zi de hen liang jian ce ,dan dui ji SERSji zhi que fa tong yi ren shi ,ju zai you xian pei ge wu de jie gou jian ding fang mian shi fen kui fa 。ci wai ,yong yu you xian hua ge wu SERSyan jiu de da duo shu yin ji de zai kong qi huan jing zhong de wen ding xing jiao cha ju mo fa chong fu shi yong ,dui you xian li zi de hen liang jian ce neng li reng xu jin yi bu di gao 。ben lun wen zhen dui yin ji SERSji de zai you xian li zi ji ji pei ge wu de hen liang fen xi shang cun zai de wen ti ,zhi bei le zi zu zhuang yin na mi ke li ji de 、er yang hua ha bao fu de yin na mi bang zhen lie ji de yi ji Ag2Oju ji ti ji de ,tan tao le you xian li zi zai yin ji de shang de dian ci zeng jiang yu dian he zhuai yi zeng jiang ji zhi ;kao cha le SERSguang pu de chong xian xing 、ji de de wen ding xing yu chong fu shi yong xing yi ji ji yu zhe san lei ji de de SERSji shu dui you xian li zi de hen liang jian ce neng li ;yan jiu le you xian pei ge wu de SERSguang pu yu ji jie gou zhi jian de dui ying guan ji 。ben lun wen yan jiu de zhu yao jie lun you yi xia ji fang mian 。1、cai yong hua xue hai yuan fa zhi bei le li jing jun yun de yin na mi ke li ,bing tong guo zi zu zhuang ji shu huo de le jie gou gui zheng 、zhi mi xing jiao hao de yin na mi ke li ji de 。ben lun wen shou ci dui you xian li zi 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yin ji de zhi jian de dian he zhuai yi zuo yong ,shi you xian li zi zai er yang hua ha bao fu de yin na mi bang zhen lie ji de shang de la man zeng jiang xiao ying jin yu dian ci zeng jiang ji zhi you guan 。ci wai ,er yang hua ha bao mo de bao fu zuo yong hai xian zhe di gao le yin ji de de wen ding xing yu chong fu shi yong neng li ;you xian li zi zai gai ji de shang de SERSguang pu chong xian xing hao ,biao guan la man zeng jiang yin zi da 106;ji yu gai ji de de SERSji shu dui you xian li zi ju you jiao hao de hen liang fen xi neng li ,jian chu xian di da 3.08×10-8 mol·L-1,you yu da duo shu wen suo bao dao de ji yu yin ji de de SERSji shu dui you xian li zi de jian ce neng li ;bu tong lei xing de you xian shui jie chan wu zai gai ji de shang de SERSfeng wei cun zai ·ding cha yi ,ke yong yu jian ding ji jie gou xin xi ;UO2(CO3)34-zai gai ji de shang de SERSfeng wei yu ji pu tong la man feng wei jin shi xiang tong ,yin ci huo de le jin shi yuan wei zeng jiang de UO2(CO3)34-de SERSguang 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论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国工程物理研究院的王少飞，发表于刊物中国工程物理研究院2019-11-12论文，是一篇关于铀酰论文,表面增强拉曼论文,增强机制论文,痕量分析论文,结构鉴定论文,中国工程物理研究院2019-11-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国工程物理研究院2019-11-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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