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表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种快速灵敏的表面分析检测技术,已在生命化学、药物化学、分析检测等领域得到了一定的应用。拉曼活性基底的制备一直是SERS技术研究的热点,与传统的电极材料基底相比,纳米活性基底因其粒径和形貌的可控,极大地提高了SERS检测灵敏度,其检测技术是研究表面分子结构、界面化学及表面吸附行为的有效方法和表征手段。本文采用共沉淀法和化学还原法分别制备了具有SERS活性的Fe3O4/Ag磁性纳米粒子、nano-Ag粒子、nano-Au粒子和nano-Au@Ag核壳粒子,并通过紫外可见吸收光谱、能谱和透射电镜对其结构和形貌进行了表征。分别对2-噻吩甲酸(2-TCA)、杀线威(oxamyl)、亚胺硫磷(phosmet)分子进行密度泛函理论(DFT)计算和结构优化,获得了其常规拉曼光谱(NRS)和SERS的特征谱图,进一步从理论和实测角度研究了纳米活性基底上含硫化合物2-TCA、oxamyl、phosmet的拉曼光谱特性,并对吸附增强机理作了进一步的深入研究。首先,对所制备的Fe3O4/Ag基底材料进行了测定表征,表明形貌规整,接近球形,核粒径在30-60 nm;并对oxamyl和2-TCA具有很强的SERS效应,是一种很好的SERS基底材料。以oxamyl为探针分子测算得Fe3O4/Ag的拉曼增强因子为2.08×105,显示出很强的富集吸附和拉曼增强作用。进一步对oxamyl、2-TCA以及配合物Ag-oxamyl、Ag-2-TCA的DFT进行了计算,表明理论计算与实测结果基本一致,发现配合物与Ag原子连接越多,计算结果和实验值NRS越接近。其次,以制备的Fe3O4/Ag为活性基底对oxamyl和2-TCA分子的SERS进行了研究。实验表明2-TCA在Fe3O4/Ag基底上的SERS效应与pH、溶液浓度有关,pH=3浓度为1×10-4 mol·L-1时,SERS效应最佳。研究认为:oxamyl主要以双键侧N原子和S原子作为活性位点,双键侧N原子优先吸附在Ag表面,整个分子S端靠近Ag表面,最终双键侧N原子与S原子共同吸附在Ag表面。另一方面,2-TCA中性分子以环上S:形式垂直吸附在Ag表面,形成S-Ag配位键产生SERS光谱;2-TCA-负离子以S-Ag配位和O-Ag共价,以“双键合”侧卧方式共同吸附在Ag表面而产生SERS光谱,2-TCA中性分子的SERS效应比2-TCA–负离子更强。对nano-Ag粒子、nano-Au粒子和nano-Au@Ag核壳粒子进行测定表征,粒径分别在50-60 nm、20-25 nm和30 nm左右,形貌规整,接近球形。进一步研究了phosmet分子在nano-Ag粒子、nano-Au粒子和nano-Au@Ag核壳粒子等不同活性基底上的SERS效应,发现拉曼增强效果与纳米活性基底有关。研究认为:在nano-Ag粒子表面,phosmet主要以单键上S:为活性位点与Ag表面作用产生SERS;在nano-Au粒子表面,phosmet主要以单键S和N杂环上双键O作为活性位点与Au表面吸附键合产生SERS;在nano-Au@Ag核壳粒子表面,phosmet主要通过N杂环上O原子与Au@Ag核壳纳米粒子表面发生键合作用,整个分子垂直吸附在nano-Au@Ag核壳粒子表面产生很强的SERS。最后,利用nano-Ag溶胶作为活性基底,对残留的农药亚胺硫磷分子进行分析测定研究,以硫氰化钾(KSCN)为内标物,通过phosmet的S-P伸缩振动(503cm-1)特征峰与内标物的SCN-特征峰(2120 cm-1)组成相对强度。结果表明:phosmet浓度在5×10-71.2×10-5 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系,其线性回归方程为IR=0.1385C(×10-77 mol·L-1)-0.313,线性相关系数为R=0.9978,检出限为2.82×10-7 mol·L-1,并对模拟样品进行了测试相对标准偏差(RSD)不大于5.47%,回收率为88.7%110.2%,结果满意。该方法可进一步推广到其类似化合物分子的测定,具有一定的实际应用价值。