强极性吸附、高灵敏SERS活性ZnO-Ag复合纳米结构阵列的构筑及其在多氯联苯检测中的应用基础研究

本项目以痕量、快速检测多氯联苯（PCBs）为目标，综合极性晶体ZnO的极性面吸附特性与Ag纳米结构的SERS高敏感性，拟采用电化学沉积与腐蚀，以及离子溅射等技术，可控构筑具有顶端凹陷与"空腔"结构的ZnO-Ag复合纳米结构阵列。研究电化学沉积、腐蚀条件（包括溶液配方，电流，温度等）以及溅射方法对复合纳米结构的形态调控，探索纳米结构的形貌和表面分子修饰对PCBs吸附性能的影响，分析产生强吸附的微观机制，筛选出SERS灵敏度高、对PCBs具有强吸附性能的ZnO-Ag复合纳米结构。在此基础上，探索纳米结构SERS信号与PCBs敏感性之间的关系，实现复合纳米结构对PCBs的痕量、快速检测。PCBs属于持久性有机污染物，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，对人类健康和环境具有严重危害。开展本项目研究，对于发展新型持久性有机污染物探测器件不仅具有重要科学意义，而且具有重要的应用价值。

多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物，对人类健康和环境危害极大。传统检测PCBs的方法过程繁、耗时长、成本高，亟需发展简便、快捷、痕量检测PCBs的技术。表面拉曼增强散射(SERS)检测技术具有简便、快速、精确等优点，但SERS检测PCBs的信号重复性和灵敏度是待解决的关键难题。本项目中，我们构筑顶端凹陷具有“谐振腔”功能的ZnO-Ag复合纳米结构： 通过电化学沉积与腐蚀、以及离子溅射，我们在平头ZnO纳米柱顶端构筑了形貌与几何尺寸均可控的“谐振腔”结构。激光属于电磁波，具有偏振的特性。激光（电磁波）在具有特定形貌与几何尺寸谐振腔内多次反射，形成特有的光波模式。而且每一种形貌与结构对应一种光波模式。不仅如此，在激光入射的偏振方向与其垂直方向，都实现了电磁场增强，极大提高了ZnO-Ag复合纳米结构作为SERS基底探测PCBs的敏感性。该项目的实施，将发展廉价、简便地制备形貌和结构均一、有序的高SERS活性基底的技术，为提高SERS检测PCBs的信号重复性和灵敏度提供科学依据和技术支持。