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《北京交通大學》 2019年
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等離子體注入改性MOFs质料實驗研究及其在SERS檢測及催化中的應用研究

遠雁  
【摘要】:外貌增強拉曼散射(SERS)是一項應用廣泛的光譜檢測技術,因其檢測快速、准備、無損傷,在生物、單分子檢測、质料分析、電化學分析等領域都有重要應用。在SERS領域,SERS檢測的靈敏度一般由SERS基底決定,目前,能提供熱點實現拉曼信號增強、具有較佳靈敏度的基底一般都由貴金屬(金、銀、鉑等)制成,非貴金屬基底則並不具備較高的檢測靈敏度。本文提出了一種離子注入改性傳統MOFs质料Cu-BTC來制備無金屬、無熱點的SERS基底的方法,該方法能在保證經濟成本的同時,制備出具有超高靈敏度的SERS基底。金屬有機骨架质料(MOFs)是一類多孔聚合物质料,由金屬離子/金屬簇和有機配體通過配位方式連接,具有周期性網絡結構。MOFs具有多項優良性能,如高孔隙率、孔道規則、大比外貌積、孔徑可調等,在催化、氣體存儲、燃料淨化等方面都有重要的應用。基于上述MOFs质料特性以及在SERS基底制備方面的相關研究,本文拓展了離子注入改性MOFs质料在催化領域的應用,提出了一種離子注入改性貴金屬負載普魯士藍類MOFs质料PdO@Co3[Co(CN)6]2提高其催化效率的方法。本文的具體研究內容如下:1.接纳離子注入的方法改性MOFs质料Cu-BTC,進行SERS基底的制備。將制備好的Cu-BTC接纳旋塗的手段均勻的覆蓋在單晶矽片上,將矽片放置到浸沒式等離子體離子注入機(PⅢ)反應室,調節工藝參數進行氧離子注入。注入改性後的质料作爲SERS基底质料。2.對上述的制備流程進行工藝上的優化,不斷地變化工藝步驟使其具備更高的SERS增強能力。同時接纳最佳條件下制備的SERS基底進行靈敏度檢測以及對常規染色劑亞甲藍以及孔雀石綠進行檢測,檢測結果爲該基底對R6G的檢測極限爲10-13M/L,對亞甲藍以及孔雀石綠的檢測極限均達到10-7M/L,此結果表明該基底具有良好的檢測靈敏度和很強的檢測適應性。3.接纳離子注入的手段對金屬負載普魯士藍類MOFs质料PdO@Co3[Co(CN)6]2進行外貌改性,將改性後的质料應用于催化領域,實驗證明接纳氧注入處理能夠極大地改變該质料的催化性能,使其具備更高的催化效率。
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:O53;O657.37;O641.4

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