研究目的
制备一种基于棉织物的柔性可回收表面增强拉曼散射(SERS)基底,用于食品安全监测等应用中的灵敏检测与可重复使用。
研究成果
可回收的表面增强拉曼散射棉织物(RSCF)展现出高灵敏度,对PATP的检测限低至10^-12 M,具有优异的重现性(相对标准偏差小于10%),并通过180分钟紫外光催化降解实现高效循环利用。该材料通过擦拭法成功检测出水果表面的克百威农药,表明其在食品安全和环境监测领域具有实际应用潜力。研究证实了柔性可回收SERS基底用于痕量分析物检测的可行性,并建议未来工作优化降解时间并扩展至其他污染物检测。
研究不足
可回收性需要紫外线照射180分钟,这可能限制其实时应用?;椎牧槊舳群涂苫厥招灾饕üP突衔铮≒ATP、R6G)和一种农药(甲萘威)进行测试;对其他污染物的更广泛适用性需要进一步验证。使用汞灯进行紫外线照射可能不适用于所有现场应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过超声浸渍和化学还原法,在沉积于棉织物上的TiO?薄膜上装饰银纳米颗粒,制备可循环使用的SERS基底。其原理是利用Ag/TiO?异质结构的协同效应及织物的吸附能力,通过紫外光下的光催化降解实现增强SERS性能与可循环性。
2:样品选择与数据来源:
以原始棉织物(220 g/m2,4 cm2)为基材。探针分子包括对氨基硫酚(PATP)、罗丹明6G(R6G)和克百威农药用于SERS检测。样品通过浸入不同浓度溶液制备。
3:实验设备与材料清单:
设备包括场发射扫描电子显微镜(FE-SEM,S-4800,日本)、紫外-可见分光光度计(UV,PerkinElmer,美国)、X射线衍射仪(D/max-2550 PC,日本)和拉曼显微镜(Reflex-invia,633 nm激光激发)。材料包括棉织物、TiO?锐钛矿粉末、AgNO?、抗坏血酸、NaOH及上?;约凉竞凸┘呕约凉镜母骼嗷贰?/p>
4:实验流程与操作步骤:
棉织物经NaOH预处理去除杂质。通过超声浸渍沉积TiO?。通过浸入AgNO?并用抗坏血酸还原接枝银纳米颗粒。样品浸入探针溶液干燥后进行SERS测量。紫外光(汞灯,500W)下进行光催化降解,并在辐照前后进行SERS检测。
5:数据分析方法:
分析SERS光谱的强度和特征峰。采用定义公式计算增强因子(EF)。通过多个位点拉曼强度的相对标准偏差评估重现性。利用XRD和UV-Vis光谱确认材料组成与结构。
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Field Emission Scanning Electron Microscope
S-4800
Japan
Used for analyzing surface morphologies of samples such as cotton fabric, cotton-TiO2, and RSCF by obtaining FESEM images.
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UV–visible spectrometer
Not specified
PerkinElmer
Used to obtain optical absorption spectra of samples like TiO2, Cotton-TiO2, and RSCF.
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X-ray diffractometer
D/max-2550 PC
Japan
Used to collect X-ray diffraction patterns of samples to analyze crystal structures, equipped with Cu/Kα radiation.
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Raman microscope
Reflex-invia
Not specified
Used for SERS detection with 633 nm laser excitation to measure Raman spectra of probe molecules on substrates.
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UV light source
Mercury lamp
Not specified
Used for photocatalytic degradation measurements by irradiating samples to degrade absorbed molecules.
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