氢化物纳米反应的SERS光谱研究及分析应用

Based on the high selectivity and high-performance seperation of the As and Pb hydride generation(HG) reaction, a simple and high-performance HG equipment was fabricated. In the presence of stabilizer, the screened molecular and nanosol absorbers react with the hydride to form or prepare stable hydride-nanosol. Furthermore, some aggregation reagents were screened, and stable aggregated hydride-nanosols were obtained. The hydride-nanoparticle and the aggregated nanoparticles were characterized by absoprtion, laser scattering,Rayleigh sacttering, electron microscopy,energy spectroscopy and X-ray diffraction. The influence of various factors on the hydride-nanoparticles and the analytical reaction were considered by sruface-enhenced Raman scattering(SERS) with suitable molecular ptobe, and some hydride-nanoparticle SERS methods were developed for the determination of trace heavy metals.To enhance the sensitivity, some nanocatalytic reactions were explored, and the analytical conditions were optimized. Thus, some highly sensitive and seletive hydride-nanocatalytic SERS spectral methods were developed for the detemination of heavy metals in real samples.

基于砷铅等重金属氢化物反应的高选择性及与样品基底的高效分离，构建简易高效的氢化物发生装置。在稳定剂存在条件下，筛选适宜的分子吸收剂和纳米吸收剂分别与氢化物构成纳米反应并生成或制备稳定的氢化物纳米溶胶；进一步选择适宜的纳米聚集剂，获得高稳定性聚集纳米溶胶；对氢化物纳米溶胶及其聚集纳米溶胶进行吸收光谱、共振瑞利散射光谱、电镜、X-衍射、激光散射、能谱表征。选择适宜的探针分子，用表面增强共振拉曼散射（SERS）光谱研究考察盐、表面活性剂等对氢化物纳米溶胶、聚集纳米溶胶的影响,优化氢化物纳米反应体系测定砷硒等重金属的分析条件等。发展简便快速、高选择性、高灵敏测定重金属的氢化物纳米反应SERS光谱分析新方法。为进一步提高SERS光谱法灵敏度，探索一批纳米催化反应新体系，优化纳米催化反应体系的分析条件，发展一批高灵敏高选择性的测定重金属的氢化物纳米溶胶催化SERS光谱新方法，并用于实际试样分析。

SERS是一种基于纳米表面等离子体共振的灵敏分子光谱分析技术，氢化物发生是一种高选择性、高效分离砷铅等重金属氢化物与样品基底的分离富集技术，将二者有机结合发展了一批氢化物纳米反应-SERS光谱分析新技术。该课题通过4年的研究，较好地完成了研究计划，实现了研究目标。构建了简易高效的氢化物纳米反应装置；筛选了Au(III)和Ag(I)等的适宜配合剂，及氢化物反应生成金、银等纳米粒子的稳定剂，确定了银盐、金盐等分子吸收液和含有纳米金、纳米银的吸收液，获得了一批氢化物发生-表面增强拉曼散射（SERS）光谱分析新体系。研究了氢化物发生-纳米反应的SERS光谱规律。提出氢化物发生-纳米反应机理。建立了一批测定As、Se、Bi及Sb等的高灵敏的高选择性的氢化物发生-纳米反应的SERS光谱分析新方法，并用于环境、食品安全的检测。用SERS光谱研究了Sb(III)的氢化物发生纳米反应，用NaBH4还原Sb(III)生成SbH3，用I3-–银纳米棒为氢化物的吸收剂，维多利亚蓝B为SERS探针，1609 cm-1波数处SERS强度随Sb(III)浓度的增加线性增强；据此建立了线性范围为8.4～292.9 μg/L测定Sb(III)的表面增强拉曼散射光谱新方法，并用于饮用水和食品实际样品分析，回收率和重现性较好。用SERS光谱研究了Bi(III)的氢化物发生纳米反应体系，用银纳米棒（AgNR）-I3-溶液作吸收液，在吸收液中加入VBB，VBB与I3-形成缔合物微粒。溶液中的I3- 被BiH3还原为I-，导致吸收液中I3-减少,吸收液中游离的VBB增多, 游离的VBB吸附在AgNR聚集体表面，1609 cm-1波数处产生SERS应。据此建立了测定0.3～4μmol/L Bi(III)的氢化物发生-SERS光谱分析新方法，并用于药物中Bi(III)的分析等。.本课题在国内外发表学术论文18篇，其中SCI、EI收录论文18篇，其中 SCI一区5篇、二区论文5篇；获得授权中国发明专利8项；参加国际国内学术会议10人次，发表会议论文6篇。.同时，结合该课题研究培养博士、硕士13人。