Ett forskarlag har framgångsrikt syntetiserat tre olika kristallina faser av molybdenborid med en stark Raman-signalförbättrande prestanda.
Dessa fynd publicerades i tidskriften Small . Forskarna leddes av professor Huang Zhulin vid Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med forskare från University of Massachusetts Amherst.
Ytförstärkt Raman-spridning (SERS) är en snabb och oförstörande detekteringsmetod som används i stor utsträckning inom olika områden, inklusive spårföroreningar, livsmedelssäkerhet, kemisk katalys och identifiering av molekylärt fingeravtryck. De flesta SERS-material av ädelmetall är dock dyra och uppvisar dålig fysisk och kemisk stabilitet, särskilt under extrema förhållanden som höga temperaturer och starkt korrosiva miljöer, där SERS-förstärkningseffekten minskar snabbt.
I den här studien utnyttjade forskare egenskaperna hos övergångsmetallborider, som kan utstå extrema förhållanden som höga temperaturer, starka syror och starka baser, för att syntetisera tre keramiska molybdenboridpulver (β-MoB, MoB2 , och Mo2 B5 ) baserat på vätskefas-prekursor och kol/borotermisk reduktion.
SERS-prestandan för dessa molybdenborider utvärderades med Rhodamine 6G (R6G)-sonder, och resultaten visade att β-MoB uppvisar SERS-förstärkning av fem storleksordningar som är jämförbar med Au-nanopartiklar. Den utmärkta SERS-förbättringsprestandan hos β-MoB kan tillskrivas dess högre adsorptionsenergi för R6G-molekyler och betydande laddningsinteraktioner mellan dem.
Vidare undersökte forskare effekten av starka syror och starka baslösningar samt högtemperaturoxidation på SERS-aktiviteten hos molybdenborider. De keramiska pulvren av molybdenborid nedsänktes i lösningar med olika pH och oxiderades vid 1000 °C under 30 minuter under en syreatmosfär. Testresultaten visade att SERS-effekten av molybdenborider kunde bibehållas väl även när de utsätts för sådana korrosiva miljöer och höga temperaturer.
Detta arbete förtydligar faskontrollmetoden och SERS-förbättringsmekanismen för molybdenboridkeramer, vilket utökar urvalet av SERS-aktiva material från ädelmetaller och halvledare till keramiska material med ultrahög temperatur, som förväntas användas för optisk avkänning och detektering i extrema fall. miljöer.
Mer information: Mengen Hu et al, Phase-Tunable Molybden Boride Ceramics som en framväxande känslig och pålitlig SERS-plattform i tuffa miljöer, Små (2024). DOI:10.1002/smll.202308690
Journalinformation: Liten
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
