Page 25 - 《华农农业大学学报》2020年第4期

第 ４ 期 孔祥宇 等:基于功能化 Au＠A g 纳米棒的表面增强拉曼光谱检测汞离子 １ ９

DMCT 功能化的 Au＠A gNRs的表面增强拉曼光
２＋ . 该 探 针 通 过 N 原 子 和
谱检 测 溶 液 中 的 H g
２ ＋ 的配位作用产生“ 热点” 效应引起探针拉曼信
H g
２＋
号强度的变化实现 H g 的定量检测.选用 Au＠
A gNRs复合材料的原因为金纳米粒子比银纳米粒
子稳定性好, 但同粒径的金纳米粒子带来的 SERS
信号增强效果却远低于银纳米粒子 [ ２３Ｇ２４ ] .以金纳米
粒子为核, 纳米银为壳的复合材料兼具稳定性和强
SERS 增 强 效 应 的 优 势, 是 一 种 较 为 理 想 的 材 料.
其中, A g NO ３ 用量的差异会导致探针形成 A g 壳厚
度不同, 当 A g 壳达到一定厚度时, A g 对 DMCT 的
图 ５ Au＠A gNRsＧDMCT 探针对 H g 和 SERS 信 号 的 增 强 效 应 会 达 到 最 大, 继 续 增 加
２＋
其他干扰离子的选择性对比 A g NO ３ 的用量会导致探针的粒径过大, 容易产生浑
Fi g ．５ Selectivit yoftheSERSAu＠A gNRsＧDMCT 浊并发生聚沉现象, 进而造成 SERS 增强效应减小.
forH g overothercations
２＋
而当 DMCT 过量时, 过量的 DMCT 与 A g 壳发生
SERS 信号变化, 表明探针对 H g 具有极高的选择
２＋
氧化还原反应形成单硫盐, 并组成一维聚合物链包
２＋
性.其原因是 DMCT 上的 N 原子都可以与 H g
覆在 Au＠A g NRs 表面, 阻碍探 针 的 聚 集, 同 时,
配位形成四齿配位, 且 N 原子与 H g 配位形成的
２＋
A g 壳的消耗也会削弱探针对 DMCTSERS 信号的
共价键比其他金属离子稳定得多 [ ２２ ] .因此, 该探针
增强作用 [ ２５ ] .与文献[ １５ ] 相比, 本研究的检出限略
２＋
对 H g 具有优越的选择性.
高, 但值得强调的是, 本研究使用便携 式拉曼光谱
2.5 实际样品检测
仪, 检测性能相对上述文献中使用的大型拉曼光谱
实际样品检测采用加标回收法进行.测试所用
２＋ , 表明该方法
仪较差, 但也能检出较低浓度的 H g
水样为实验室中自来水, 通过在水样中加入不同体
在实际样本中 H g 的现场、 快速检测方 面有很大
２＋
积的 H g 标准溶液分别得到质量浓度为 ２ 、 ５ 、 ８ 和
２＋
１０ μ g L 的 H g 待测液, 在等量的探针溶液中加入 的应用 空 间.本 研 究 结 果 表 明 该 探 针 在 ０．１~１０
/
２＋
/
不同质量浓度的 H g 待测液, 反应 １０ min 后检测 μ g L 对 H g ２＋ 检 测 具 有 良 好 的 线 性 关 系: Y ＝
２＋
１９５．４９３８４X＋１６７６．２３６６３ ( R ＝０．９９１ ), 检 出 限 为
２
－１ 处的 SERS 信号.样品的回收率为
其在 １３６０cm
１７n g L , 低于世界卫生组织对饮用水中 H g 的限
/
２＋
１００．１％~１０６．５％ , 相对偏差值 为 １．２３％ ~７．９９％
量要求, 且该探针对 H g 具有优异的选择性.相
２＋
( 表 １ ), 检测结果准确度较高.
比于其他传统方法, 该方法具有 操作简单、 加样量
表 １ 实际样品的加标回收率与标准偏差
少、 特异性强等优点, 在满足现场检测需要的同时,
Table１ S p ikedrecover y andstandard
该方法还避免了其他拉曼检测方法中检测成本高及
deviationofactualsam p les
添加质量 检出质量 基底不稳定等不利因素.
相对标
浓度 /( g / L ) 浓度 /( g / L ) 回收率 / ％
μ μ
准偏差 / ％
Fortified Concentration Recover y
RSD
参考文献 References
concentration found
２ ２．０３０±０．０８０ １００．１ ７．９９
[ １ ] PIRRONEN , CINNIRELLAS , FENGX , etal．Globalmercur y
５ ５．３２５±０．０３５ １０６．５ ２．６４
emissionstotheatmos p herefrom anthro p o g enicandnatural
８ ８．２７０±０．０２０ １０３．４ １．２３
sources [ J ] ．Atmos p hericchemistr yandp h y sics , ２０１０ , １０ ( １３ ):
１０ １０．２９０±０．０４０ １０２．９ ２．４３
５９５１Ｇ５９６４．
3 讨 论 [ ２ ] HU Y N , CHENG H F．A pp licationofstochastic modelsin
identification and a pp ortionment of heav y metal p ollution
本研 究 构 建 了 一 种 新 型 的 SERS 探 针, 利 用 sourcesinthesurfacesoilsofalar g eＧscalere g ion [ J ] ．EnvironＧ