问题 1 稳定金属相铌掺杂二硫化钼纳米花用于超灵敏表面增强拉曼散射检测食品污染物

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Food Chemistry 8.5

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  问题 2 为解决传统食品污染物检测方法成本高、操作复杂等问题,研究人员开展 Nb 掺杂 MoS?(NbMS)作为 SERS 底物的研究。制备的 0.8NbMS 增强因子达 5.1×10?,对 APM 和 TBZ 检测限低,稳定性好,为食品安全检测提供新平台。

  

问题 5


在食品安全问题日益受到关注的当下,食品中添加剂、农药等污染物的检测至关重要。传统检测方法如伏安法、色谱法等虽有一定灵敏度,但存在成本高、样品制备复杂、难以实时现场高通量监测等局限。表面增强拉曼散射(SERS)技术因高灵敏度、分子指纹识别等优势成为理想替代方案,但其核心依赖的贵金属基底存在成本高、稳定性差等问题,半导体基底虽具潜力但增强因子(EF)较低。在此背景下,为开发稳定、高效、低成本的 SERS 基底用于食品污染物超灵敏检测,相关研究机构的研究人员开展了铌(Nb)掺杂二硫化钼(MoS?)的研究。

研究人员采用一步水热法合成了 Nb 掺杂的 1T-MoS?(NbMS)纳米花,通过调控 Nb 掺杂浓度(x=0.4,0.6,0.8,1),得到稳定金属相的 NbMS 材料,相关研究发表在《Food Chemistry》。

研究用到的主要关键技术方法包括:水热合成法制备 NbMS 纳米花;利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料形貌进行表征;以亚甲基蓝(MB)为探针分子测定材料的增强因子;采用 SERS 技术对天冬酰胺(APM)和噻菌灵(TBZ)进行检测限分析。

材料合成与表征


通过一步水热法构建 Nb 掺杂 1T-MoS?,不同 Nb 浓度样品标记为 xNbMS。SEM 和 TEM 显示,0.8NbMS 保持了 MoS?的规则花状形貌,且由超薄纳米片组成。

性能评估


以 MB 为探针,0.8NbMS 的增强因子达 5.1×10?,显著高于其他报道的 MoS?基基底,这源于 Nb 掺杂促进了 NbMS 与 MB 间的高效电荷转移。

检测应用


0.8NbMS 对 APM 和 TBZ 的检测限分别低至 1.0×10?11 M 和 4.4×10?? M,优于许多先前报道的 SERS 基底,且在实际样品分析中表现出良好适用性。

稳定性研究


0.8NbMS 的金属 1T 相在环境条件下可维持超 4 个月,展现出优异的稳定性,这对实际应用至关重要。

研究结论表明,所开发的 NbMS 尤其是 0.8NbMS,兼具高灵敏度、高稳定性和低成本等优势,为食品中痕量污染物如 APM 和 TBZ 的超灵敏检测提供了强大平台,成功克服了传统贵金属基底和半导体基底的部分局限,在食品安全检测领域具有广阔应用前景,推动了 SERS 技术从基础材料设计向实际传感应用的转化,为保障食品安全提供了新的有效手段。

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