银纳米-泡沫铜基底的透射-表面增强红外光谱法对福美双的检测

表面增强红外光谱(SEIRAS)是一种极具潜力的分析技术,近年来被广泛应用于诸多领域.SEIRAS技术的关键在于具有红外增强效应的基底,但目前已有的SEIRAS基底制备的成本、步骤和耗时等都还有待优化.金属材料由于其不透光性,通常难以用作透射模式(T-SEIRAS)基底的衬底,本研究创新性地使用具有三维孔隙结构的泡沫铜材料作为衬底,基于置换反应在泡沫铜上负载银纳米粒子,研发出一种快速、简便、低成本的T-SEIRAS基底制备方法.优化了银离子溶液浓度、表面活性剂用量、反应时间等主要影响因素,结果表明:硝酸银(0.2 mmol·L-1)用量为10 mL,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(0.05 g·mL-1)用量为2 mL,反应时间为30 s时,基底红外增强效果最好.通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对SEIRAS透射基底的表征,表明从几十到一百纳米尺度的银纳米被成功负载于泡沫铜衬底上.优化制备的银纳米-泡沫铜SEIRAS透射基底可对探针分子11-巯基十一烷酸(MUA)及福美双农药产生明显的红外信号增强,对M U A在1689 cm-1处的增强达32.7倍,对福美双在1371 cm-1处的增强达2.9倍.分别考察了福美双1236,1371和1495 cm-1处的吸收信号强度与浓度的线性拟合情况,1236 cm-1处的线性最优,相关系数为0.923.该基底对福美双的检出限为0.024 mg·mL-1.研究结果为快速、简便制备SEIRAS透射基底提供了新方案,为福美双等有机污染物的现场应急快速检测提供了新思路.