项目名称: 基于贵金属@二氧化钛异质纳米棒阵列的SERS传感-光催化双功能界面构筑及性能研究

项目编号: No.21501191

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 黄亮

作者单位: 浙江工业大学

项目金额: 22万元

中文摘要: 开发高活性表面增强拉曼散射(SERS)及光催化功能复合材料,实现对有机污染物的高灵敏SERS传感及原位降解,对于当前环境污染的监测及控制都具有重要意义。本项目以实现贵金属-半导体复合结构中SERS热点的三维分布,以及拓展、协同TiO2光催化活性界面为目标,提出以异质纳米棒自组装构建精细双功能纳米阵列的新策略。其中,采用贵金属杂化TiO2纳米棒为基元,在集成SERS与光催化功能的同时,可有效提高常规亚微米尺寸TiO2模板的比表面积,进而增强金属与半导体的肖特基接触,改善TiO2的电子-空穴分离效率;同时,利用金属-配体亲和作用及溶剂驱动效应,实现两亲性纳米棒与载体的定点-定向组装,获取有序垂直阵列结构;借助紧密间隙中的三维SERS热点以及由贵金属协同的TiO2光催化性能,实现有机污染物的高灵敏SERS检测及原位降解。本项目可为贵金属-半导体多功能界面的理性设计及其环境监测应用提供方法学参考。

中文关键词: 异质结构;贵金属;纳米棒;可控组装;表面增强拉曼散射

英文摘要: Exploiting high-active composite functional materials of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) and photocatalysis, realizing high sensitive SERS sensing and in-situ degradation of organic pollutant, holds great significance for the monitoring and controlling of current environmental pollution. In this project, we present a novel strategy using hetero-nanorods self-assembly to build fine-structured bi-functional nano-arrays, aiming at three-dimensional distribution of SERS hot spots through noble metal-semiconductor composite structure and the expansion/synergism of photocatalytic active interface of TiO2. Employing noble metal hybridized TiO2 nanorods as building blocks favors the integration of SERS and photocatalytic functionalities, as well as improving the specific surface area of conventional sub-micrometer sized TiO2 templates, further enhances the Schottky contact between noble metal and semiconductor, improving the electron-hole separation efficiency of TiO2; Meanwhile, realizing site-orientation specific assembly of amphiphilic nanorods on carrier surface to build ordered vertical array structure, via metal-ligand affinity interaction and solvent-driven effect; Realizing high sensitive SERS detection and in-situ degradation of organic pollutant, utilizing high-active three-dimensional SERS hot spots from the close gaps as well as noble metal assisted photocatalytic activity of TiO2. The current project can provide methodological references for the rational design of multi-functional noble metal-semiconductor interfaces and their application in environmental monitoring.

英文关键词: heterostructure;noble metal;nanorod;controlled assembly;Surface Enhanced Raman Scattering

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