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TiO2光催化再生型SERS基底研究最新进展

导读: 表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering, SERS)被广泛用于研究分子在表面、界面吸附形态及吸附动力学过程、监测催化反应过程等。

  华东理工大学化学与分子工程学院张金龙教授课题组在TiO2高灵敏拉曼基底的研究中取得了突破性进展。

  表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering, SERS)被广泛用于研究分子在表面、界面吸附形态及吸附动力学过程、监测催化反应过程等。纯半导体SERS基底活性较低,但可用于了解半导体界面的分子吸附状态以及具有无贵金属催化干扰的优点。由博士研究生綦殿禹、硕士研究生鲁刘佳在张金龙教授和王灵芝副教授的共同指导下通过构建反蛋白石结构的TiO2光子晶体,使激光在TiO2光子晶体中形成多次散射(回音壁机理),提高光与物质的作用效率,从而实现了拉曼信号的显著增强(增强因子为104)。

  此外,基于课题组前期在利用TiO2反蛋白石的光子禁带与入射光之间的耦合作用提高光催化剂光吸收效率的研究基础(Applied Catalysis B: Environmental DOI: 10.1016/j.apcatb.2014.06.020; Applied Catalysis B: Environmental DOI: 10.1016/j.apcatb.2014.06.024),首次通过调控光子禁带位置,实现了对拉曼检测灵敏度的精细调控,发现了拉曼活性与TiO2光子结构禁带效应和慢光效应之间的有机关联。更为重要的是,由于TiO2反蛋白石对光的高利用率,该阵列具有较高的光催化活性,可以实现太阳光驱动下被检测污染物的快速降解,使SERS基底具有良好的再生能力,可多次循环往复使用。这种基于增强光与物质相互作用原理提高SERS检测灵敏度的方法将有望显著推动非等离子共振SERS基底的开发与应用。

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