基于深亚波长双层媒质的钙钛矿量子点荧光增强

近年来,利用金属纳米结构表面等离激元共振提高半导体材料的发光效率取得了重要进展,但是相关结构体系面临着加工技术复杂、重复性差等缺点。本文报道了一种新型超薄、大面积、共振可调的平面双层纳米媒质用于增强量子点发光,其结构由深亚波长厚度、高吸收率特性的氧化铜(CuO)薄膜和金(Au)薄膜构成。实验结果显示,通过改变CuO薄膜厚度可以灵活调节CuO/Au双层堆栈结构的反射光谱,以其为基底旋涂CsPbBr_3钙钛矿量子点后与裸石英旋涂CsPbBr_3量子点参考样品相比实现了最大7倍的荧光发光增强。理论分析表明,荧光增强效应与强光学非对称法布里-珀罗薄膜干涉引起的高效光吸收和局域场增强导致的自发辐射速率加快相关。     

宽带腔增强吸收光谱技术应用于大气NO3自由基的测量

NO3自由基是夜间大气化学中最重要的氧化剂,控制着多种痕量气体成分的氧化及去除,了解NO3自由基的化学过程对研究灰霾等大气污染过程意义重大.NO3自由基浓度低、活性强,实现大气NO3自由基的高灵敏度准确测量相对困难.本文介绍了大气NO3自由基的宽带腔增强吸收光谱定量方法,采用红光LED作为宽带腔增强吸收光谱系统光源,设计低损耗且适合国内高颗粒物环境的采样气路,并通过LED光源测试确定最佳工作电流和温度;通过采用白天的大气谱作为背景光谱参与NO3自由基的光谱拟合过程,减少水汽对NO3自由基光谱反演的干扰;通过对镜片反射率和有效腔长进行标定,对系统性能进行Allan方差分析,该宽带腔增强吸收光谱系统在光谱采集时间为10 s的情况下,NO3自由基极限探测灵敏度为0.75 pptv,总测量误差约为16%.在合肥开展了实际大气NO3自由基观测,观测期间NO3自由基的浓度范围从低于探测限到23.4 pptv,NO3自由基浓度呈现夜间高、白天低的特征,符合NO3变化规律,表明该宽带腔增强吸收光谱系统能够用于实际大气NO3自由基的高灵敏度测量.     

聚醚酰亚胺耐热大分子偶联剂增强增韧石英纤维/含硅芳炔复合材料

设计并制备了一种新型乙炔基封端聚醚酰亚胺大分子偶联剂(BDA-K),探究了其对石英纤维(QF)/含硅芳炔(PSA)复合材料界面增强增韧的效果.在常温下,加入大分子偶联剂的复合材料层间剪切强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别提高了54.1%,59.0%和23.8%;在250℃时,层间剪切强度和弯曲强度保留率分别达到89.0%和89.6%,500℃时保留率分别达到63.3%和67.9%.傅里叶变换红外光谱和X光电子能谱分析结果表明,BDA-K参与PSA的交联固化,与QF发生有效化学键合;热重分析(TGA)结果表明,由于BDA-K的分子结构中引入耐热官能团酰亚胺环等,使其大分子偶联剂的T_(d5)达到489℃;扫描电子显微镜(SEM)结果表明,柔软的大分子层提供了适中的界面结合,使强度和韧性都得到提高.     

纳米银修饰的超疏水界面用于农药的超灵敏检测

采用化学还原法,在具有不同微观结构的规整的不锈钢网和聚纤维素酯薄膜表面合成了银纳米颗粒.利用氟化试剂对复合界面进行处理,形成超疏水性能的界面,能有效地浓缩目标分子.以罗丹明6G(R 6G)为分析物,纳米银修饰聚纤维素酯薄膜为基底,采用表面增强拉曼散射(SERS)分析了氟化处理前后基底对目标分子的检测能力.实验结果表明,具有超疏水性能的复合基底对R 6G分子的检出限为1 ×10-16 mol/L.以纳米银修饰的不锈钢网和聚纤维素酯两种复合材料为基底,对常用杀虫剂敌百虫的检出限分别为1×10-15 mol/L和1×10-16 mol/L.     

密度泛函理论研究银上吸附对巯基吡啶的SERS化学增强效应

基于密度泛函理论计算和拉曼光谱理论分析,我们研究了对巯基吡啶(4MPY)分子的拉曼光谱和其在银上的表面增强拉曼光谱(SERS),并进一步探讨了SERS与界面吸附结构、异构化、质子化和氢键作用以及低能激发态的关系。首先,我们对两种分子异构体的相对稳定性和拉曼光谱进行了理论分析。在此基础上,进而研究了该分子与不同银簇作用时的拉曼光谱,结果表明,4MPY以巯基硫与银簇作用形成强的Ag―S键,导致拉曼光谱的线型不依赖于所选银簇的大小。接着我们考虑了吡啶氮端作用的两种情况。(1)当4MPY-银簇复合物同时以吡啶氮与水簇或水合质子簇形成氢键时,结果表明吡啶环的部分振动频率随氢键和质子化发生蓝移。(2)当考虑吡啶氮与银簇作用时,吡啶环三角畸变振动发生蓝移。上述情况不仅解释了实验观测的振动频率变化,而且表明了化学环境改变对相对拉曼强度的影响。最后,我们计算了当对巯基吡啶分子以单端或双端与银簇作用,在考虑激发光与低能激发态的能量匹配时,拉曼光谱强度与低能激发态的关系。计算结果表明,在双端吸附构型下,与吡啶氮成键的银簇受激发产生电荷转移态,不仅导致吡啶环v_(12)、v_1和v_(8a)振动的拉曼信号增强,而且选择性地增强吡啶环C―H面内对称弯曲振动v9a的拉曼信号。     

含五苯基吡咯侧基聚丙烯酸酯的制备及其聚集诱导发光增强性能

设计合成了具有聚集诱导发光增强活性(AEE)的含五苯基吡咯的甲基丙烯酸酯单体M-PPP,并通过自由基聚合制备了系列均聚物及不同五苯基吡咯侧基含量的聚甲基丙烯酸酯共聚物.所制备的均聚物P与共聚物CP在THF/H_2O体系中均具有AEE特性,在水含量大于20%时荧光开始增加,大于80%时荧光快速增加,95%时相对荧光强度达到最大;单体M-PPP则在水含量低于70%时荧光强度略有降低,随后迅速增加,95%后荧光强度下降.五苯基吡咯侧基含量较高的共聚物表现出更好的AEE特性.进一步的研究发现,共聚物CP在THF/H_2O混合溶液中能够对赖氨酸产生荧光点亮型响应.     

可循环SERS基底ZnO/Ag纳米材料合成和表征

利用简易、绿色、一锅煮的水热法合成了花状氧化锌/银复合纳米材料。然后利用各种光谱和显微技术对复合物进行了表征,并讨论了其表面增强拉曼（SERS）性能和光催化性能。结果表明氢氧化钠的量对于这种复合纳米材料的形貌和性能具有重要的调节作用。和其他形貌的氧化锌/银复合纳米材料相比较,花状氧化锌/银复合纳米材料具有最佳的光催化性能。同时进一步以花状氧化锌/银复合纳米材料作为SERS基底研究其表面增强拉曼性能,结果表明这种复合材料同时具有很好的表面增强拉曼性能。光催化和表面增强拉曼结果表明这种花状氧化锌/银复合纳米材料有望在有机物检测中作为一种具有很好的可循环性的新表面增强拉曼基底材料。     

基于小波-反向搜索及表面增强拉曼的食品中色素的光谱定性分析

使用金纳米粒子为增强因子的表面增强拉曼光谱技术,通过连续小波变换将拉曼光谱信号转化到小波空间(墨西哥帽小波作为小波基)。该步骤能够减轻信号中基线变化及随机噪音的影响并找到峰位置和最佳小波尺度系数。依据小波空间中的信息,对混合物光谱及标准谱光谱进行反向搜索得到反向搜索匹配系数(Reverse match quality,RMQ),作为判断混合物中目标成分是否存在的依据。该算法可对混合物中的目标物质进行准确定性,并已成功应用于多种食品中色素鉴定。食品中色素的检出率达到99%,且结果稳健,其效果明显优于传统的命中质量系数法(Hit quality index,HQI)。这证实了小波空间反向搜索方法是一种快速而准确的拉曼光谱定性算法。     

表面增强拉曼光谱法快速测定干果类食品中的糖精钠

建立了干果中糖精钠的表面增强拉曼光谱(SERS)快速分析方法。干果样品经水提取、C18固相萃取柱净化除杂后进行表面增强拉曼光谱分析。该方法的线性范围为50.0~250 mg/L,检出限为0.6 g/kg,回收率为80.0%~125%,相对标准偏差(RSD,n=5)不大于8.4%。结果表明该方法灵敏度高、杂质干扰小、准确度高,满足干果类食品中糖精钠的快速检测要求,在干果类食品安全质量监控方面具有良好的应用潜力。     

亚乙基硫脲分子激发拉曼虚态的研究

本文从拉曼峰强入手,求得了亚乙基硫脲(ETU)分子的"时间分辨键极化率",并讨论了该分子的激发拉曼虚态性质,发现了该分子"激发虚态电子向分子外围键流动"、"电子弛豫后的键极化率分布与基态电子的密度分布相似"、"不同激发波长下的键极化率衰减时间满足不确定关系"等特点。本文还研究了该分子的表面增强拉曼光谱,指出"电荷转移机制"的极化率弛豫时间长于"电磁增强机制"等与表面增强拉曼效应相关的结论。