文档摘要：水中痕量重金属汞离子(Hg2+)对人类健康会构成严重威胁,因此快速高灵敏检测水中痕量Hg2+具有重要科学意义和实际应用价值.为实现这一目标,研究运用银纳米线(silvernanowires,AgNWs)作为表面增强拉曼散射(Surface-EnhancedRamanScattering,SERS)基底来快速高灵敏检测水中痕量Hg2+.用旋涂法制备了均匀分布的AgNWs基SERS基底,并用罗丹明6G(Rhodamine6G,R6G)作为拉曼信标分子,以间接检测水中痕量Hg2+.通过研究SERS活性、稳定性、重现性、选择性、AgNWs直径及pH值对其SERS活性的影响,用时域有限差分法(FiniteDifferenceTimeDomain,FDTD)模拟了AgNWs表面电场分布情况.结果显示,AgNWs基SERS基底具有良好的活性、优异的信号再现性、稳定性和选择性,SERS活性随着直径的增大而增强,对Hg2+的检测限(DetectionOfLimit,LOD)达10-11mol/L,远低于美国环境保护署(TheU.S.EnvironmentalProtectionAgency,EPA)的饮用水Hg2+浓度标准(10-8mol/L).在低浓度范围内,SERS特征峰强度(R2=0.9919)有良好的线性关系.FDTD模拟结果为试验结果提供了有力的理论支撑,可为水中检测痕量Hg2+提供新策略,在环境监测中具有广阔的应用前景.
Abstract：Thepresenceoftraceheavymetalmercuryions(Hg2+)inwaterposesagreatthreattohumanhealth.Therefore,therapidandsensitivedetectionoftraceHg2+inwaterholdsgreatscientificsignificanceandpracticalapplicationvalue.Toachievethisgoal,weinvestigatedtherapidandhighlysensitivedetectionoftraceHg2+inwaterusingfivesilvernanowires(AgNWs)withdiametersof60nm,65nm,71nm,76nm,and85nm,whichwerechosenasSurface-EnhancedRamanScattering(SERS)substrates.UniformlydistributedAgNWsSERSsubstrateswerepreparedusingthespincoatingmethod,whichwasthenmodifiedwithRhodamine6G(R6G)forindirectdetectionoftraceHg2+inwater.Theactivity,stability,reproducibility,andselectivityoftheAgNWs-basedSERSwereinvestigated.TheeffectsofpHandAgNWsdiameteronSERSactivitywerealsostudied.Tosimulateactualwastewatercontainingmercuryions,simulatedwastewaterwasprepared.ThemercuryionsinthesimulatedwastewaterweremeasuredusingAgNWsSERSsubstrate.Furthermore,thesurfaceelectricfielddistributionofAgNWswassimulatedbyusingtheFiniteDifferenceTimeDomain(FDTD)method.TheresultsshowthatAgNWsexhibitedgoodactivityasSERSsubstrateswithexcellentsignalreproducibility,stability,andselectivity.Inacertainrange,theSERSactivityincreaseswiththeincreaseofpH.WhenpHreaches7,theactivitytendstobestable.Similarly,SERSactivityincreasedwithincreasingdiameter.Thedetectionlimit(LOD)forHg2+wasfoundtobe10-11mol/L,farbelowtheUSEnvironmentalProtectionAgency's(EPA)Hg2+contentstandardfordrinkingwater(10-8mol/L).Inaddition,inthelowconcentrationrange,theSERScharacteristicpeakintensity(R2=0.9919)demonstratedagoodlinearrelationship.TheFDTDsimulationresultswellexplainourexperimentalresults.ThismethodprovidesanewstrategyfordetectingtraceHg2+inwaterandhasbroadapplicationprospectsinenvironmentalmonitoring.
作者：陈百利 周维 李茂婷 李成 银美茜 杨柳 袁小燕 杨友慧 徐习斌 Author：CHENBaili ZHOUWei LIMaoting LICheng YINMeiqian YANGLiu YUANXiaoyan YANGYouhui XUXibin
作者单位：四川轻化工大学化学与环境工程学院,四川自贡643000;山东大学材料科学与工程学院,济南250061;珠海纳金科技有限公司,广东珠海519080四川轻化工大学化学与环境工程学院,四川自贡643000宜宾学院理学院,四川宜宾644007
刊名：安全与环境学报 ISTICPKU
Journal：JournalofSafetyandEnvironment
年，卷(期)：2024, 24(6)
分类号：X132
关键词：环境科学技术基础学科 表面增强拉曼散射(SERS) 银纳米线(AgNWs) 罗丹明6G 汞离子 时域有限差分法
Keywords：basicdisciplinesofenvironmentalscienceandtechnology Surface-EnhancedRamanScattering(SERS) silvernanowires(AgNWS) Rhodamine6G mercuryion finitedifferencetimedomain
机标分类号：SO657.37TN204
在线出版日期：2024年7月4日
基金项目：国家自然科学基金，四川轻化工大学人才引进项目，大学生创新创业训练计划项目，大学生创新创业训练计划校级项目银纳米线SERS快速高灵敏检测水中痕量Hg2+研究[
期刊论文] 安全与环境学报--2024, 24(6)陈百利 周维 李茂婷 李成 银美茜 杨柳 袁小燕 杨友慧 徐习斌水中痕量重金属汞离子(Hg2+)对人类健康会构成严重威胁,因此快速高灵敏检测水中痕量Hg2+具有重要科学意义和实际应用价值.为实现这一目标,研究运用银纳米线(silvernanowires,AgNWs)作为表面增强拉曼散射(Surface-Enhan...参考文献和引证文献
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引证文献
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关键词：环境科学技术基础学科,表面增强拉曼散射(SERS),银纳米线(AgNWs),罗丹明6G,汞离子,时域有限差分法,
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