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学术报告-壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱

信息来源: 暂无 发布日期: 2016-09-26 浏览次数:

报告题目:壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱

报告人:李剑锋  教授(厦门大学)

时   间:2016年9月29日(周期四)上午10:00

地   点:福州大学旗山校区嘉锡楼413

邀请人:汤儆   福州大学食品安全分析与检测教育部重点实验

个人简介:

李剑锋,厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室教授、博士生导师,李剑锋博士于2003年在浙江大学获得学士学位,于2010年在厦门大学获得博士学位,之后在瑞士伯尔尼大学(2011-2013)、瑞士苏黎世联邦理工学院(2013-2014)从事博士后研究,2014年加入厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室。2013年获得全国百篇优秀博士论文,2014年入选中组部第五批“青年千人计划”,2015年荣获国家自然科学基金委“优青”资助。近年来致力于表面增强光谱方法学、表面痕量检测、化学反应监测、新能源材料等方面的研究,建立和发展了壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱等方法,突破了表面增强拉曼光谱技术长期存在的基底材料和表面形貌普适性问题,提高了表面检测灵敏度。已在国际权威刊物如 Nature, Nature Protoc., J. Am. Chem. Soc., ACS Nano, Chem. Soc. Rev., Nano Lett., Adv. Energy Mater. 等发表SCI论文共50余篇,被他引2500余次。

报告简介:

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种具有极高的表面检测灵敏度的指纹光谱,甚至可以达到单分子检测水平。然而,仅有极少数金属(如AgAuCu等)的粗糙表面才具有极高的SERS效应,在其他材料表面以及光滑甚至原子级平整的单晶表面,很难获得拉曼信号。基底材料和表面形貌的普适性很差的问题,极大地限制了SERS的发展和应用。针对SERS长期瓶颈问题,我们建立和发展了壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)技术。在SHINERS方法中,我们在高SERS活性的金纳米粒子表面包覆化学惰性且极薄致密(厚度为15 nm)的二氧化硅壳层,制备出Au@SiO2壳层隔绝纳米粒子(SHINs)。其中内核金纳米粒子能够产生极强的电磁场,增强附近待测分子的拉曼信号;惰性、极薄、致密的二氧化硅壳层能有效地避免金纳米粒子与待测分子和基底接触,与环境隔绝,避免污染和干扰。检测时只需将SHINERS粒子作为拉曼信号放大器,铺撒在任何待测样品表面,即可简单快速地获得表面物种的增强拉曼光谱信号。同时激光照射区域内存在上千个纳米粒子因而能显著地提高检测灵敏度。

利用SHINERS方法,我们在金、铂、铑等原子级平整的单晶表面,获得了传统SERS无法实现的一氧化碳、氢、吡啶、硫氰等重要分子吸附的高质量的拉曼谱图。我们还原位监测了Au单晶表面电氧化和Pt单晶表面氧还原反应过程,获得了羟基、过氧和超氧物种作为中间产物吸附在界面最直接的光谱证据,确定了反应路径和机理,有助于深入理解界面结构、反应活性等关联性。SHINERS还被应用于检测硅和氧化锌表面成键的半导体工业、活细胞壁生物结构的生命科学、水果蔬菜表面农药残留的食品安全等众多领域。壳层隔绝纳米粒子增强的概念还被应用于表面增强荧光光谱和非线性光学,获得超高的表面灵敏度。