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化學(xué)與分子工程學(xué)院張金龍教授課題組在研究利用光催化實(shí)現(xiàn)SERS探針的回收領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。他們的最新研究成果“Chiral Carbonaceous Nanotubes Modified with TitaniaNanocrystals: Plasmon-Free and Recyclable SERS Sensitivity”在Wiley出版集團(tuán)刊物《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上發(fā)表（2015，DOI: 10.1002/anie.201505319R1 and 10.1002/ange.201505319R1,下載鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201505319/abstract）。該工作由博士一年級(jí)研究生邱博誠(chéng)同學(xué)在張金龍教授和青年教師邢明陽(yáng)博士的共同指導(dǎo)下完成。
無(wú)機(jī)手性半導(dǎo)體材料由于具有可控的微觀形貌、大的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性及特殊的光學(xué)性質(zhì)，而被廣泛用于催化、生物探針、光學(xué)器件等研究領(lǐng)域。而手性碳納米管由于具有大的比表面積，在表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface enhanced Raman scattering, SERS）領(lǐng)域具有大的應(yīng)用前景。目前已報(bào)道的半導(dǎo)體基SERS基底大都是由具有粗糙表面的貴金屬顆粒引發(fā)的等離子共振或化學(xué)SERS增強(qiáng)效應(yīng)，雖然貴金屬引起的SRES增強(qiáng)因子較高，但其成本也相對(duì)較高、化學(xué)穩(wěn)定性較差難以實(shí)現(xiàn)探針的回收。因此，本文通過(guò)在手性碳納米管內(nèi)外負(fù)載高分散的TiO2納米單晶，首次利用TiO2的光催化與手性碳納米管的雙折射之間的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了可光催化回收SERS探針的設(shè)計(jì)與制備。所設(shè)計(jì)制備的手性CNT/TiO2復(fù)合材料對(duì)亞甲基藍(lán)、甲基藍(lán)等多種有機(jī)污染物都具有較好的拉曼增強(qiáng)效果，在沒(méi)有貴金屬的情況下其增強(qiáng)因子可以達(dá)到3 × 103。此外，該手性復(fù)合材料具有較高的光催化活性，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)下被檢測(cè)污染物的快速降解，使SERS基底具有良好的再生能力。這種基于手性雙折射的原理提高SERS檢測(cè)靈敏度的方法以及結(jié)合光催化實(shí)現(xiàn)探針再生的技術(shù)將有望顯著推動(dòng)非等離子共振SERS基底的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

近年來(lái)，張金龍教授課題組在TiO2光催化體系以及有機(jī)-無(wú)機(jī)功能材料的設(shè)計(jì)與制備等領(lǐng)域取得了一系列的研究成果，相關(guān)成果已在Chem. Rev. J. Am. Chem. Soc. (3篇); Angew. Chem. Int. Ed.; Sci. Rep. (3篇); Energy Environ. Sci.; ACS Nano; Small, Nanoscale; Chem. Commun.; J. Catal.; Ind. Eng. Chem. Res.等國(guó)際知名期刊上發(fā)表論文300余篇，引用次數(shù)達(dá)7700余次，H因子為45。青年教師邢明陽(yáng)博士長(zhǎng)期致力于納米材料及光催化領(lǐng)域的研究，已在J. Am. Chem. Soc.; Angew. Chem. Int. Ed.; Sci. Rep.等國(guó)際期刊上發(fā)表論文40余篇，引用次數(shù)達(dá)1193次，H因子為17。