Cu-ZnO纳米棒的合成及其表面增强拉曼特性的研究开题报告

1. 研究目的与意义

拉曼光谱和红外光谱一样同属于分子振动光谱，可以反映分子的特征结构，但是拉曼散射效应是个非常弱的过程，一般其光强仅约为入射光强的10^-10，所以拉曼信号都很弱，要对表面吸附物种进行拉曼光谱研究几乎都要利用某种增强效应。

表面增强拉曼光谱(SERS)研究于近几年出现突破性进展，为SERS研究注入新活力，并激起了其它领域的科学家们对这一领域的广泛兴趣。突破性进展主要体现在三个方面：首先，SER可以作为单分子检测的重要工具；其次是在许多纯过渡金属体系得到了高质量的SERS信号；再者是能够制备高度有序和高SERS活性的自组装单层膜。从上述三大进展可知，现在人们最为关心的核心问题是如何通过金属纳米粒子或表面纳米结构的制备，进一步提高SERS活性。目前，金、银、铜等能在常见激光下产生SERS效应，尤其当这些金属发生纳米化或吸附到复杂纳米结构的活性位点时将发生最强烈的SERS增强效果。本研究主要通过合成ZnO纳米棒，并在其上形成纳米铜的SERS基底，构建稳定的复杂纳米结构，利用巨大的表面增强因子使得SERS技术具有极高的表面灵敏度。

2. 研究内容和预期目标

本课题利用生物分子的诱导作用，构建cu-zno纳米晶粒组成的粗糙表面，并以之作为增强拉曼的基底，用于检测残余的农药、抗生素等。研究其表面的结构、成分与增强机理之间的联系。

预期得到具有能够增强多种有机分子拉曼信号的cu-zno薄膜层。

3. 研究的方法与步骤

1、选取多孔纤维作为模板，先进行纯水洗涤，称取5 g放入300 ml纯水中，加入浓度为0.5 mol/l的盐酸2 ml，浸渍8小时。

2、取出经过蒸馏水洗涤多次后，加入0.5g的硝酸锌和0.5 g的硝酸铜，并在其中加入1 ml的硝酸作为活化剂，继续浸渍8小时。

3、捞出样品后洗涤三次，40℃风干后4小时后，置于马弗炉中以2 °c/min的速度煅烧至400 °c，再放入管式炉中在氮气保护下，600 °c煅烧2 h。

4. 参考文献

[1]gaffney, j.s., n.a. marley, and k.j. smith, characterization of fine modeatmospheric aerosols by raman microscopy and diffuse reflectance ftir. thejournal of physical chemistry a, 2015. 119(19): 4524-4532.

[2]pataki, h., i. markovits, b. vajna, et al., in-line monitoring of carvedilolcrystallization using raman spectroscopy. crystal growth design, 2012.12(11): 5621-5628.

[3]he, l., t. rodda, c.l. haynes, et al., detection of a foreign protein in milkusing surface-enhanced raman spectroscopy coupled with antibody-modified silverdendrites. analytical chemistry, 2011. 83(5): 1510-1513.

5. 计划与进度安排

2022-12-19～2022-02-12 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

2022-02-13～2022-04-01 熟悉类cu-zno纳米表面的制备和加工工艺，合成复合界面。

2022-04-01～2022-05-01 对材料进行表征，研究材料的界面物相和拉曼信号之间的关系。