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表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering)是一种超灵敏的检测技术,由于其具有检测灵敏度高,检测快速的特点,被广泛用于环境监测,化学分析和生物医学研究等领域。在表面增强拉曼散射的检测中,SERS基底的制备非常重要,因为SERS基底的表面形貌及结构决定拉曼信号的产生和强度。银纳米颗粒(Ag NPs)具有电磁场增强作用,锐钛矿相二氧化钛(Ti02)具有光催化活性,Ag/TiO2已经用于SERS循环检测。氧化石墨烯(GO)不仅具有良好的吸附性,而且具有化学增强作用。用GO修饰Ag/TiO2纳米阵列基底,可以提高基底对界面亲和性弱的分子的吸附性,实现对弱吸附性分子的SERS循环检测。本文制备了GO修饰的Ag/TiO2纳米管阵列,实现对弱吸附性分子的检测。通过在TiO2纳米管阵列上依次沉积GO和AgNPs,制备Ag/GO/TiO2纳米管阵列,通过一步沉积制备Ag&GO/TiO2纳米管阵列,探究GO和AgNPs的沉积顺序对基底SERS性能的影响。氮元素掺杂的Ti02纳米管阵列(N-TiO2),光响应范围可扩展至可见光区,制备Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列,实现可见光催化自清洁作用下SERS循环检测。本论文主要研究内容如下：(1)设计合成GO/Ag/TiO2纳米管阵列及其SERS性能探究。用CO修饰Ag/TiO2纳米管阵列提高基底对界面亲和性弱的分子的吸附性能和SERS性能,实现对弱吸附性分子的SERS检测。利用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,利用多元醇法(在聚乙烯吡咯烷酮存在的条件下,用乙二醇还原硝酸银的方法)将Ag NPs沉积在TiO2纳米管阵列上,制备Ag/TiO2纳米管阵列,利用浸渍法将CO沉积在Ag/TiO2纳米管阵列上,制备GO/Ag/TiO2纳米管阵列。以Ag/Ti02和GO/Ag/TiO2纳米管阵列为SERS基底,MB为探针分子,研究它们的吸附性能和SERS性能。实验结果表明：GO/Ag/TiO2纳米管阵列对1.0×10-5 M MB的吸附率由Ag/TiO22纳米管阵列的25.2%提升到38.0%,以Ag/TiO2和GO/Ag/TiO2纳米管阵列为SERS基底检测1.0×105M MB分子,GO/Ag/TiO2纳米管阵列基底的分析增强因子(AEF)由Ag/TiO2纳米管阵列的1.06x104提升到3.67x104。以Ag/TiO2和GO/Ag/TiO2纳米管阵列为SERS基底检测弱吸附性的双酚NBPA),Ag/TiO2纳米管阵列基底的拉曼图上没有出现BPA的特征峰,而(GO/Ag/TiO2纳米管阵列基底的拉曼图上出现清晰的BPA的特征峰。以上结果说明：CO修饰Ag/TiO2纳米管阵列后,不仅能够提高基底的吸附性能,而且使SERS性能提高2-3倍。GO/Ag/TiO2纳米管阵列基底实现了对弱吸附性分子的SERS检测。(2)设计合成Ag/GO/TiO2 和Ag&GO/TiO2纳米管阵列及其SERS性能探究。探究GO和Ag NPs的沉积顺序对基底SERS性能的影响。采用恒电位阳极氧化法制备有序的TiO2纳米管阵列,通过浸渍法在其上沉积单层透明的GO,得到GO/TiO2纳米管阵列,采用多元醇法在GO/TiO2纳米管阵列上沉积Ag NPs,得到Ag/GO/TiO2纳米管阵列。将TiO2纳米管阵列浸泡在Ag NPs和GO混合溶液中,使AgNPs和GO共沉积在TiO2纳米管阵列上,制备Ag&GO/TiO2纳米管阵列。以GO/Ag/TiO2、Ag&GO/TiCO/TiO2和Ag/GO/TiO2纳米管阵列为SERS基底,MB为探针分子,研究它们的吸附性能和SERS性能。实验结果表明：(GO/Ag/TiO2、Ag/GO/TiO2和Ag&GO/TiO2纳米管阵列对1.0×10-5 M MB的吸附率分别为40.1%、38.0%和36.5%,三者的吸附性能基本相同。以Ag/GO/TiO2、 GO/Ag/TiO2和Ag&GO/TiO2纳米管阵列为SERS基底检测1.0×10-5M MB分子,它们的AEF分别是4.42×104,3.67×104和2.78×104,三者的SERS性能：Ag/GO/TiO2>GO/Ag/TiO2>Ag&GO/TiO2,这说明GO和Ag NPs的沉积顺序对基底SERS性能有影响。先沉积GO后沉积Ag NPs得到的Ag/GO/TiO2纳米管阵列基底的SERS性能最优。研究Ag/GO/TiO2纳米管阵列基底检测BPA的灵敏性和紫外光催化自清洁性能及SERS循环检测性能。以Ag/GO/TiO2纳米管阵列为SERS基底检测吸附性较弱的BPA分子,其检测限为5×10-7 M。Ag/GO/TiO2纳米管阵列检测5×10-5 M的BPA后,在紫外光下照射150 min,再进行拉曼测试,BPA在822 cm-1和1176 cm-1处的拉曼特征峰基本消失,说明基底在紫外光照射下可以达到光催化自清洁目的。该基底进行五次紫外光催化自清洁循环检测后,BPA的特征峰强度变化很小,RSD为3.6%,说明Ag/GO/TiO2纳米管阵列可以作为SERS基底在紫外光催化自清洁作用下循环检测BPA。(3)设计合成Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列及其SERS性能探究。用氮元素掺杂TiO2纳米管阵列制备N-TiO2,使其光响应范围扩展至可见光区,实现可见光催化自清洁作用下SERS循环检测。用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,然后TiO2纳米管阵列经过在氨气气氛中一定条件下的热处理,得到N-TiO2纳米管阵列,利用浸渍法将GO沉积在N-TiO2纳米管阵列上,制备GO/N-TiO2纳米管阵列,然后用多元醇法将AgNPs沉积在GO/N-TiO2纳米管阵列上,制备AG0/N-TiO2纳米管阵列。研究Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列基底的SERS性能、检测BPA的灵敏性和可见光催化自清洁SERS循环检测性能。实验结果表明：以Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列检测BPA的检测限为5×10-7 M。在可见光下照射150 min,BPA溶液在Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列的紫外光催化作用下降的降解率为93.8%。Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列检测5×10-5 M的BPA后,在可见光下照射150 min, BPA几乎完全降解,SERS基底达到可见光催化自清洁目的,该基底进行五次可见光催化自清洁循环检测后,BPA的特征峰强度变化很小,RSD为4.2%,说明Ag/GO/N-TiO2纳米管阵列可以作为SERS基底在可见光催化自清洁作用下循环检测BPA。