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摘 要

进入21世纪后，随着科学技术的逐步发展，环境污染所引起的癌症也渐渐成为了人们关注的对象。由于癌症初期，肿瘤细胞浓度很低不容易被检测出来，而后期治疗又会杀死正常细胞，因此人们对当前的检测手段提出了更高的要求。普通拉曼拥有无需标记、无损分析、自然状态检测的优点，但它的分析精度和灵敏度并不能满足人们的需求。表面增强拉曼不仅兼顾普通拉曼的优点，更拥有高选择性和高灵敏度等优点，因此表面增强拉曼的研究显得尤为必要。

本工作中，采用阳极氧化法通过控制电压、氧化时间、电解溶液配比来制备出不同管径、管长的氧化钛纳米管阵列。利用氧化钛纳米管阵列具有良好的生物相容性，分析在氧化钛纳米管上的化学增强机理，以此来探究亚甲基蓝在不同管径的氧化钛纳米管上的SERS性能。发现在管径为152nm时SERS性能相比其他管径的氧化钛纳米管的要强，大约在600cnt/sec。而管径为206nm、93nm、68nm时的SERS性能依次减弱。

关键词：阳极氧化法 二氧化钛纳米管阵列 SERS性能

Preparation of Titanium Dioxide Nanotube Array by Anodic Oxidation and Its SERS Performance

ABSTRACT

Into the 21st century, with the gradual development of science and technology, environmental pollution caused by cancer has gradually become the object of concern. Because of the early stages of cancer, tumor cell concentration is very low is not easy to be detected, and late treatment will kill normal cells, so people on the current detection means put forward higher requirements. Ordinary Raman has the advantage of no marking, lossless analysis, natural state detection, but its analytical accuracy and sensitivity can not meet people's needs. Surface enhancement Raman not only takes into account the advantages of ordinary Raman, but also has the advantages of high selectivity and high sensitivity, so the surface enhancement of Raman's research is particularly necessary.

In this experiment, anodic oxidation method was used to prepare titanium oxide nanotube arrays with different diameter and length by controlling the voltage, oxidation time and electrolytic solution ratio. The SERS performance of methylene blue on titanium oxide nanotubes with different diameter was investigated by using the titanium oxide nanotube array with good biocompatibility and analyzing the chemical strengthening mechanism on titanium oxide nanotubes. It was found that SERS performance was stronger than that of other titanium oxide nanotubes at a diameter of 152 nm, at about 600 cnt / sec. While the SERS performance decreases at 206 nm, 93 nm and 68 nm.

Keyword：Anodic oxidation method Titanium dioxide nanotube array

SERS performance

目录

摘要 2

ABSTRACT 3

第一章 绪论 6

SERS性能的定义 6

1.2课题背景 6

1.2.1 二氧化钛 6

1.2.2 SERS（表面增强拉曼） 7

1.3二氧化钛纳米管阵列制备技术概要 10

1.3.1 水热法 10

1.3.2 模板法 11

1.3.3阳极氧化法 11

1.4 SERS研究进程 14

第二章 实验 17

2.1 实验仪器及试剂 17

2.2实验装置及操作步骤 17

2.2.1原料与试剂的预处理 17

2.2.2实验装置的组装 18

2.2.3实验步骤 18

2.2.4实验现象与注意事项 19

2.3实验数据分析 19

2.3.1 数据分析方法 19

2.3.2 实验结果及其数据分析讨论 20

第三章 结论与展望 23

3.1结论 23

3.2展望 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

SERS性能的定义

SERS指的是表面增强拉曼散射，该效应是指在特殊制备的一些金属良导体表面或溶胶中,在激发区域内,由于样品表面或近表面的电磁场的增强导致吸附分子的拉曼散射信号比普通拉曼散射信号大大增强的现象。

普通拉曼有着无需标记、无损分析、自然状态检测的优点，但是其灵敏度和选择性都并不能满足现代社会的寻求。SERS则不同，它在继承了普通拉曼优点的基础上解决了拉曼光谱灵敏度低的问题, 因此能够得到很多普通拉曼光谱所接触不到的信息。现在，SERS因为有着可以有效分析化合物在界面的吸附取向、吸附态的变化、界面信息等诸多功能而被广泛应用于表面研究、吸附界面表面状态研究、生物大小分子的界面取向及构型、构象研究、结构分析等。

目前学术界普遍认同的SERS机理主要有两种，分别是电磁增强机理和化学增强机理。

1.2课题背景

1.2.1 二氧化钛

二氧化钛是一种应用广泛的无机功能型材料，具有很好的物理性质、化学惰性、湿敏和气敏性、良好的生物兼容性、介电效应以及较强的氧化能力，并且由于其价格低廉，且在涂料、催化剂、塑料、造纸、油墨、橡胶、陶瓷、化纤、化妆品、医药、玻璃、光电转换与介电材料等方面有着无比美好的发展未来。

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