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【直播回看】准金属表面增强拉曼光谱基底的制备及性质
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主讲人:席广成   研究员   中国检验检疫科学研究院工业与消费品安全研究所
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作为一种重要的分析技术,表面增强拉曼光谱除了具有高灵敏的特点外,还具有检测时间短和便于现场检测等优点,在化学物质痕量测定、生物组织成像、产品真伪鉴别以及催化反应过程监测等领域有着非常广泛的应用前景,是国际上研究的前沿热点之一。虽然近年来表面增强拉曼光谱领域的发展非常迅猛,然而仍然存在几大问题束缚了其大规模的实际检测应用。首先,目前最常见的拉曼增强基底是基于贵金属金、银等纳米结构材料制作而成。由于金基底的价格较高、制备复杂,在大批量的检测活动中(如商品检测)还存在使用成本过高的问题;其次,尽管银的价格只有金的百分之一左右,但其容易被空气氧化,也容易和含硫化合物反应,从而很快失去拉曼散射活性,只适合小范围的实验室研究用;第三,目前正在大力发展的半导体表面增强拉曼光谱技术,尽管具有成本低的优点,但其信号增强因子和化学稳定性均较差。

  区别于传统的贵金属(金和银)SERS基底,通过调控d-轨道自由电子密度,将一系列宽带隙半导体(TiO2MoO3, WO3等)转化为高自由电子密度的准金属(Ti3O5MoO2, WO2等),发现此类金属性氧化物具有波长可调的局域等离子体共振(LSPR)效应,制备出系列非贵金属SERS 基底,解决了以往半导体 SERS 基底构建中“高荧光背景”、“低增强因子”和“低稳定性”的瓶颈问题,实现了低成本、高灵敏SERS定性检测;制备出金属性过渡金属碳化物(Ti3C2)原子层片及过渡金属氮化物(MoN, VN, WN)超薄纳米片,发现其具有极其灵敏的SERS性能,并显示出超高的化学稳定性。这些新型的准金属SERS基底在白酒中的塑化剂、儿童玩具中的多环芳烃、日化产品中的富马酸二甲酯等禁限用物质的实际检测中取得了较好的效果。


讲师介绍
席广成

研究员

2007 年获得中国科学技术大学无机化学专业博士学位,2009 -2011 年在日本国立材料研究所(NIMS)从事博士后研究工作。现任中国检验检疫科学研究院工业与消费品安全研究所副所长,国家质检总局纳米材料与产品检测研究中心副主任。长期从事纳米材料、传感材料、表面增强拉曼光谱基底等的可控制备、结构表征研究和在消费品检测中的应用基础研究及纳米材料标准化研究工作。近五年来,主持科研项目包括国家重大研发专项、国家自然科学基金、质检公益科研专项、质检总局科研项目等国家和省部级科研项目多项,完成国家标准 6 项,作为主要完成人获省部级科技进步奖励 6项,获得发明专利授权 10 项。在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Analytical Chemistry等国际学术期刊发表 SCI 论文 70 余篇。

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