Browsing by Author "王傑仕"

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    表面增強拉曼光譜技術在反恐物質快速篩選上的應用
    (2009) 王傑仕; Jie-Shih Wang
    研究以表面增強拉曼光譜法 (SERS)，成功的發展了碳疽桿菌主成分DPA (dipicolinic acid) 及火炸藥主分TNT (2,4,6-trinitrotoluene) 之快速篩選方式。一般未添加奈米銀的情況下，難以觀測到DPA或TNT的拉曼光譜。添加奈米銀雖有助於增加拉曼散射的強度，但是以傳統方式配製的奈米銀，經常在過程當中加入氯化鈉等含氯離子的鹽類作為聚合劑。這類的聚合劑對DPA的拉曼散射強度不但沒有幫助，反而會有抑制的現象。本實驗開發三種不同還原方式，包括檸檬酸鈉還原法、鹽酸羥胺還原法與硼氫化鈉還原法，配製出適合吸附DPA與TNT的具特殊性質奈米銀。尤其以檸檬酸鈉還原法配製的奈米銀，搭配硫酸鈉或是硼酸鈉對增強DPA的拉曼散射效果最好。其中波數1010 cm-1的振動峰（symmetric ring breathing mode），具有明顯特徵性，可供定性與定量分析之用。此等奈米銀溶液呈黃綠色，粒徑分布落在30 ~ 80 nm，UV吸收最大值為440 nm，半高寬為130 nm，對DPA的偵測極限約為100 ppm。本實驗發現，當添加硫酸鈉作為聚合劑時，還能更加提高DPA的拉曼散射強度。這是因為硫酸鈉會破壞奈米銀的電雙層結構，使得大量的DPA能吸附在奈米銀的表面上。在這樣的情況下，DPA的偵測極限甚至能達到0.5 ppm。為了瞭解DPA與奈米銀的吸附方式，本研究以理論計算結果與實驗值進行比對。結果發現C-H out-of-plane 的訊號並沒有增強，但是844 cm-1(C-COO bend)則有明顯增強。因此，推測DPA是以羧基接觸奈米銀表面，使DPA分子垂直吸附到奈米銀顆粒上。此外，本研究也發現檸檬酸鈉還原法配製的奈米銀，對於TNT的拉曼散射有明顯的增強效果。TNT的偵測極限可達到10 µgL-1。在特徵譜峰上，931 cm-1、952 cm-1 (C-H (ring ) out of plane bend vibrational mode) 與1372 cm-1 (NO2 symmetric, C-N stretching mode)的訊號，更有明顯被增強。由被增強的訊號位置，本研究推論TNT是以苯環平躺在奈米銀表面的方式吸附。