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用于恶劣环境SERS检测的硼化钼陶瓷

本站发布时间:2024-06-04 20:31:52

一个研究团队成功合成了三种不同晶相的硼化钼,具有较强的拉曼信号增强性能

这些发现发表在《Small》杂志上。研究人员由中国科学院合肥物理科学研究院固体物理研究所的黄竹林教授和马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员领导

表面增强拉曼散射(SERS)是一种快速、无损的检测方法,广泛应用于痕量污染物监测、食品安全、化学催化和分子指纹识别等领域。然而,大多数贵金属SERS材料成本高昂,物理和化学稳定性较差,尤其是在高温和强腐蚀性环境等极端条件下,SERS增强效果迅速减弱

在这项研究中,研究人员利用过渡金属硼化物的特性,可以承受高温、强酸和强碱等极端条件,基于液相前驱体和碳/硼热还原,合成了三种硼化钼陶瓷粉末(β-MoB、MoB2和Mo2B5)

使用罗丹明6G(R6G)探针评估这些硼化钼的SERS性能,结果表明-MoB表现出与Au纳米颗粒相当的五个数量级的SERS增强。β的优异SERS增强性能-MoB可归因于其对R6G分子的较高吸附能以及它们之间显著的电荷相互作用

此外,研究人员还研究了强酸和强碱溶液以及高温氧化对硼化钼SERS活性的影响。将硼化钼陶瓷粉末浸入不同pH的溶液中,并在1000℃下氧化;在氧气气氛下在C下保持30分钟。试验结果表明,即使在这种腐蚀性环境和高温下,硼化钼的SERS效应也能很好地保持

这项工作阐明了硼化钼陶瓷的相位控制方法和SERS增强机制,将SERS活性材料的选择范围从贵金属和半导体扩展到超高温陶瓷材料,有望用于极端环境中的光学传感和检测

More information: Mengen Hu et al, Phase‐Tunable Molybdenum Boride Ceramics as an Emerging Sensitive and Reliable SERS Platform in Harsh Environments, Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202308690

Journal information: Small

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