将具有拉曼信号的三氢-吲哚菁类（Cy3）染料分子标记农药核酸适配体（Aptamer）制备成拉曼检测试剂（Cy3-aptamer）, 对痕量啶虫脒进行了特异性的表面增强拉曼光谱法（SERS）检测研究。 考虑到胶体的稳定和聚凝作用原理, 采用聚丙烯酸钠作为分散剂, 使作为SERS检测基底材料的银溶胶带负电荷, 获得了良好的稳定性和分散性。 由于聚丙烯酸钠分散的银溶胶为负电平衡体系, 测试时需采用聚沉剂, 使具有较高稳定性的银纳米颗粒团聚, 形成SERS增强热点, 从而提高SERS检测信号。 以SERS信号较弱的啶虫脒为探针, 考察了银溶胶中加入不同聚沉剂（NaCl, KCl, NaOH, HNO3, H3PO4, H2SO4, HCl）对SERS信号的影响, 实验结果表明, H+作为阳离子和PO3-4作为阴离子组成的电解质聚沉剂, 对于带有一定负电荷σ-基团分子, 具有较好的拉曼增强效应。 且通过紫外可见分光光谱, 进一步说明了表面电荷性质对SERS的增强信号起决定作用。 又由于Cy3-aptamer磷酸骨架上带有大量负电荷, 其SERS信号较小。 故选择带丰富正电荷的精胺分子以消除Cy3-aptamer磷酸骨架上的负电荷, 使Cy3-aptemer更易吸附于银溶胶表面, 使其产生较强的SERS光谱。 此外, 考察选择了精胺与Cy3-aptamer以及Cy3-aptamer与农药啶虫脒的最佳反应结合时间分别为5和20 min。 最后, 建立了定量检测农药啶虫脒的方法, 并对检测机理进行了探讨。 研究表明, 农药啶虫脒在适配体银溶胶特效探针上于1 392 cm-1处的SERS特征峰面积与水的OH伸缩振动峰面积组成相对拉曼峰面积强度, 其相对强度与啶虫脒浓度的对数具有良好的负线性关系, 浓度范围为1×10-8～2.5×10-7 mol·L-1。 将所建立的特效检测啶虫脒的方法用于实际水样的检测, 回收率为97.4%～99.4%。 结果表明, 所提出的聚丙烯酸钠分散及精胺修饰的银溶胶有利于捕获Cy3-aptamer及其Cy3-aptamer与啶虫脒的反应物, 提高了方法的灵敏度与可靠性。

采用化学还原法制备了以Au为核、包覆Ag的双金属核壳Au@Ag纳米粒子, 并成功地用于表面增强拉曼光谱(SERS)分析测试。通过改变制备液中Ag/Au的量比来调控Ag壳包覆厚度。采用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对Au@Ag纳米粒子的构貌进行表征。TEM显示明显存在核壳结构, 且Ag壳层随Ag/Au的量比的增加而逐渐变厚; UV-Vis表明随着Ag/Au的量比的增加, Au@Ag纳米粒子出现了Au核与Ag壳吸收峰的2个等离子体共振峰, 同时伴随着Au峰的蓝移和Ag峰的红移。以双甲脒为分析物, 考察了不同Ag/Au的量比时的Au@Ag纳米粒子的SERS活性。结果表明, SERS活性随Ag/Au的量比的增加先增大后减小, 在6∶5时其SERS增强效应最佳, 此时Ag壳厚度约为6 nm。以对巯基苯胺(4-ATP)、结晶紫(CV)和双甲脒为分析测试对象, 对比了Au@Ag、Ag、Au 3种基底的SERS活性。结果表明, 所制备的Au@Ag纳米粒子的SERS活性要明显优于单纯的Au、Ag纳米粒子。

采用共沉淀法合成了Fe3O4磁性纳米颗粒, 进一步以柠檬酸三钠还原法制备出了具有SERS活性的Fe3O4/Ag磁性包覆修饰材料, 用紫外可见吸收光谱、 能谱及透射电镜对结构与形貌进行表征, 发现所制备的Fe3O4/Ag纳米材料粒径约为30～60 nm, 形貌规整接近球形, 经测试Fe3O4/Ag材料很容易被磁铁收集, 能够满足分散萃取再收集的需要。 根据密度泛函理论(DFT)对杀线威(Oxamyl)、 Oxamyl-Ag和Oxamyl-Ag4进行了理论结构优化计算, 得到了杀线威的理论拉曼光谱和与Ag表面增强拉曼光谱及其谱峰的归属, 结合表面增强拉曼光谱(SERS)测定, 研究了杀线威在Fe3O4/Ag表面的吸附行为和增强效应, 测算得到杀线威在Fe3O4/Ag表面上的增强因子为208×105。 研究表明: 理论计算的杀线威拉曼光谱与测定的拉曼光谱具有较好的一致性, DFT理论计算中发现研究分子与活性Ag原子作用越多, 与实测值常规拉曼NRS越接近； 杀线威以双键侧N原子和S原子与Fe3O4/Ag表面吸附作用为主； 双键侧N优先与Ag吸附成键后, 整个分子靠近Ag表面, 最终使得双键侧N原子与S原子共同吸附在Ag表面； Fe3O4/Ag磁性纳米复合材料具有显著的富集吸附和拉曼增强作用； 可利用其作为拉曼基底, 以实现SERS光谱法对杀线威农残的快速分析检测。

为探讨胞嘧啶(Cytosine, Cy)在基底银表面的吸附特性和规律, 采用表面增强拉曼散射(SERS)光谱对其吸附行为进行分析, 并结合量子化学密度泛函理论(DFT)/B3LYP计算方法对Cy分子的常规拉曼光谱(NRS)及Cy与Ag团簇吸附的SERS光谱进行计算, 与测定结果进行比对且对其拉曼峰进行系统指认及归属, 理论计算结合实测值探讨了Cy在基底Ag上的增强效应和吸附行为。考察了Cy分子在Ag纳米粒子上的不同吸附时间、浓度、pH等条件对SERS光谱的影响及优化, 发现pH影响最大, 在中性和强碱性条件下的增强效应明显优于酸性。Cy分子存在2种不同的异构体和3种不同的存在形态, 并随酸度变化相互转化而达动态平衡。基于Cy在不同pH时的形态分布和相应的SERS变化规律, 结合DFT算得的Cy分子中的电荷分布及在银基底表面的吸附机制, 详细探讨了酸碱对Cy分子的SRES光谱影响的内因和吸附机理, 指出在中性和弱碱性时, 是Cy中的N3和O与Ag形成配位吸附; 在pH大于11时, N与Ag形成配位吸附, 而O与Ag形成共价吸附。

采用水热法制备了可用于白光LED的红色发光材料BaSrMg(PO4)2∶Eu3+。 通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构和形貌进行测试表征, 研究了不同pH值(5, 6, 7和8)和不同反应温度(120, 140, 160, 180和 200 ℃)对荧光粉的晶体结构和形貌的影响。 从XRD的结果可以看到, 当pH 6时合成的样品的衍射峰为较高强度的锐锋, FESEM扫描图像也显示该制备条件下获得了立方体形状的规则晶体。 在pH值分别为5, 7, 8时所制备的样品XRD图谱中大多是强度很弱的宽峰叠加了极少的锐锋, 表明样品为固熔体或者含有混合相, 这与FESEM扫描图像所显示的无定形态颗粒的结果相一致。 荧光光谱测试结果表明, 该荧光粉在394 nm波长光的激发下产生的发射谱包含了以下6组发射峰536 nm（5D1→7F1）, 578 nm（5D0→7F0）, 590 nm（5D0→7F1）, 613 nm（5D0→7F2）, 646 nm(5D0→7F3)和696 nm(5D0→7F4）。 荧光粉的激发光谱分别由361 nm(7F0→5D4), 380 nm(7F0→5L8),　394 nm(7F0→5L6)和464 nm(7F0→5D2)四组激发峰组成。 经过条件优化后制备的荧光粉的主要激发峰在394 nm(7F0 →5L6), 该荧光粉在394 nm波长光激发下产生的发射峰主峰在613 nm(5D0 →7F2)。 发射峰的劈裂随着pH值和温度的变化而改变, 这一现象说明了荧光粉的发光性质与它的晶体结构和颗粒形貌存在着密切的联系。

采用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒，再以柠檬酸三钠还原AgNO3获得了具有SERS活性的Fe3O4@Ag磁性纳米复合材料。基于密度泛函理论（DFT）的量子化学计算方法和表面增强拉曼光谱（SERS）技术，从理论计算和实验测定表征探讨了2-噻吩甲酸（2-TCA）在Fe3O4@Ag表面的吸附行为和增强效应。结果表明：理论计算得到的拉曼光谱与实际测得的常规拉曼光谱基本一致，而在DFT理论计算中所键连的Ag原子数越多，与实测值就越接近。溶液的浓度和pH对拉曼增强效果有很大的影响，当溶液的pH=3且浓度为1×10-4 mol·L-1时有最大拉曼增强效应。峰强随2-TCA浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，浓度过大会导致大量2-TCA分子吸附聚集在Ag表面形成局部“拥堵”，阻碍了激发光尤其是光谱信号的散射通过，从而减弱了拉曼增强效应。pH的变化使溶液中2-TCA分子形态发生改变，结构形态不同，其在Ag表面的吸附方式也不同。中性C4H3SCOOH分子以环上S:形式垂直吸附键合在Ag表面，形成S—Ag配位键而产生SERS光谱。-1价C4H3SCOO-离子以S—Ag配位和O—Ag共价“双键合”侧卧方式共同吸附在Ag表面而产生SERS光谱。在Ag表面，以单独S—Ag配位键吸附或键合的能力比S—Ag配位和O—Ag共价共同吸附方式要弱，但其产生的SERS信号更强，故2-TCA中性分子比2-TCA-离子更有利于SERS的产生。随着pH值的增加，溶液中的2-TCA由中性分子逐渐转化为-1价的C4H3SCOO-离子，因而在pH>3以后，拉曼增强效应逐步减弱。

以共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒,再通过柠檬酸三钠还原AgNO3制备Fe3O4/Ag磁性复合材料.Fe3O4/Ag能够与溶液中的丙线磷形成吸附,通过磁性收集达到萃取富集的效果.测定吸附于Fe3O4/Ag表面的痕量丙线磷所产生的表面增强拉曼光谱(SERS),其检测过程的拉曼增强因子为1.48×105,极大地提高了检测灵敏度,建立了磁性Fe3O4/Ag萃取富集与SERS分析农药丙线磷的方法.采用紫外可见吸收光谱、能谱及透射电子显微镜对制备的材料进行了分析及形貌与结构的表征.并对丙线磷模型分子进行结构优化的密度泛函理论计算,得到了理论拉曼光谱和谱峰归属,以用于丙线磷的判断.结果表明,SERS峰强在富集15 min后基本趋于稳定,其丙线磷浓度低至2×10－8 mol·L-1仍有明显响应,可以满足丙线磷农残检测的要求.其方法可推广至含硫有机磷农药残留的分析。

采用循环伏安法处理Ag电极, 得到活化的具有表面增强拉曼光谱(SERS)效应的粗糙Ag表面, 进一步采用激光拉曼光谱探讨了2-巯基苯并咪唑(MBI)在其表面的自组装分子层的吸附特性。实验表明, 在活性Ag表面的MBI自组装分子层能够产生理想的SERS效应, 其强度随探针分子MBI浓度的增加先提高后减弱, 达到一定浓度时因受其空间位阻等因素的影响, 增强效应减弱。MBI在1×10－6 mol·L－1 浓度时增强效果最大。拉曼增强效应随着体系酸度的变化有着明显不同, 在强酸性条件下的增强效应明显优于中性和碱性条件。MBI分子存在两种不同的异构体和在不同酸度下存在3种不同的存在形态, 并形成动态平衡。pH ＜2时, MBI分子主要以硫酮式MBI+存在, 并以巯基上的S:与活性Ag以配位方式吸附成键, 其整个大π键平面垂直地吸附于Ag表面, 产生相对较大的SERS信号。pH ＞2时, 由于硫酮式和硫醇式与活性Ag的键合方式和能力不同, 硫醇式上的S与Ag以S—Ag共价方式同时双键侧上的N以配位方式协同参与吸附成键, 比硫酮式MBI+的单纯配位吸附要强, 因而形成了竞争吸附, 表现为SERS在pH=2～3.7之间的急剧下降。MBI硫醇式由于以S—Ag、N—Ag键的协同吸附, 形成了倾斜侧卧式垂直吸附, 而使拉曼增强效应相对减弱。

采用非现场表面增强拉曼光谱(ex-situ SERS)与电还原等方法, 对2,3-二巯基丁二酸(DMSA)及与Ni(Ⅱ)所形成的配位化合物DMSA-Ni(Ⅱ), 在活性Au电极表面的修饰膜进行了研究。 先由紫外吸收光谱测算了DMSA与Ni2+形成的配合物参数, 其配位比为1∶2, 稳定常数为4.716×107, 可知形成的配合物较稳定。 研究表明, DMSA与活性Au发生了吸附作用, DMSA-Ni(Ⅱ)形成的是S—Ni—O配位键, DMSA-Ni(Ⅱ)在Au电极上电还原时出现了两个还原峰, 认为: 负扫出现的第1个还原峰是由DMSA-Ni(Ⅱ)配合物动态平衡中的DMSA与Au吸附键合的RS—Au基团产生, 而第2个还原峰与配合物中的Ni2+有关。 通过Au表面DMSA-Ni(Ⅱ)修饰膜覆盖度的测定、 分子面积的比对表明, DMSA-Ni(Ⅱ)在活性Au表面的分子排布状态可能是分散的或局部连接的单分子层, 而非聚集在一起的致密层或分子间重叠的多层形式。

采用原位电化学表面增强拉曼光谱(EC-SERS)和电化学还原方法, 研究了内消旋-2,3-二巯基丁二酸(DMSA)在活化的银电极上的吸附行为。通过模型分子DMSA进行结构优化的密度泛函理论计算, 得到了理论拉曼光谱。在相同的DMSA自组装时间条件下, 其在Ag电极表面的覆盖度倒数与溶液浓度倒数成线性关系, 说明DMSA单分子层在活性Ag表面的化学吸附遵循Langmuir等温吸附模型。在酸性介质中, DMSA浸置自组装50 min后, SERS峰强趋于稳定, 达到了该浓度下的动态吸附平衡。EC-SERS信号随施加电位的负移逐渐减弱至基本消失。通过计算探针分子DMSA在不同电位下的增强因子(EF), 指出较负电位下存在着还原/脱附作用, 使得Ag表面的拉曼活性降低, 尤其在小于－0.4 V的还原电位时, 增强因子显著减小。