银纳米-泡沫铜基底的透射-表面增强红外光谱法对福美双的检测

来源
光谱学与光谱分析
年/卷/期
2020 / 40 / 06
页码
1809-1814
作者单位
西南交通大学地球科学与环境工程学院;四川省环境政策研究与规划院;成都市环境保护科学研究院;
作者
江欣承;施林宏;罗彬;王东梅;王照丽;范美坤;龚正君;
摘要
表面增强红外光谱(SEIRAS)是一种极具潜力的分析技术,近年来被广泛应用于诸多领域。SEIRAS技术的关键在于具有红外增强效应的基底,但目前已有的SEIRAS基底制备的成本、步骤和耗时等都还有待优化。金属材料由于其不透光性,通常难以用作透射模式(T-SEIRAS)基底的衬底,本研究创新性地使用具有三维孔隙结构的泡沫铜材料作为衬底,基于置换反应在泡沫铜上负载银纳米粒子,研发出一种快速、简便、低成本的T-SEIRAS基底制备方法。优化了银离子溶液浓度、表面活性剂用量、反应时间等主要影响因素,结果表明:硝酸银(0.2 mmol·L~(-1))用量为10 mL,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(0.05 g·mL~(-1))用量为2 mL,反应时间为30 s时,基底红外增强效果最好。通过扫描电镜(SEM)、 X射线光电子能谱(XPS)对SEIRAS透射基底的表征,表明从几十到一百纳米尺度的银纳米被成功负载于泡沫铜衬底上。优化制备的银纳米-泡沫铜SEIRAS透射基底可对探针分子11-巯基十一烷酸(MUA)及福美双农药产生明显的红外信号增强,对MUA在1 689 cm~(-1)处的增强达32.7倍,对福美双在1 371 cm~(-1)处的增强达2.9倍。分别考察了福美双1 236, 1 371和1 495 cm~(-1)处的吸收信号强度与浓度的线性拟合情况, 1 236 cm~(-1)处的线性最优,相关系数为0.923。该基底对福美双的检出限为0.024 mg·mL~(-1)。研究结果为快速、简便制备SEIRAS透射基底提供了新方案,为福美双等有机污染物的现场应急快速检测提供了新思路。
关键词/主题词
银纳米粒子;泡沫铜;聚乙烯吡咯烷酮(PVP);11-巯基十一烷酸(MUA);福美双;表面增强红外吸收;
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