DOI:10.3390/coatings10100910
表面增强拉曼光谱（SERS）和表面增强红外吸收光谱（SEIRAS）都是金属纳米结构表面等离激元激发的新技术。金属表面发出的光与附近分子的振动跃迁耦合，从而增强了其光谱响应，并导致了更灵敏和有效的光谱分析。缺乏廉价且可再生的基材是该技术准确实施和最佳性能的主要障碍之一。通过溶胶-凝胶合成和静电纺丝技术开发了一种基于二氧化硅-羟基磷灰石的低成本活性基材。在电纺垫上于1150℃烧结后，制备出直径为512±199nm的纤维。将纤维固定在铟锡氧化物（ITO）玻璃基底上，在不同时间段用10和20mM AgNO3在1.5和3.3V下进行电沉积。电沉积在纤维上产生银纳米棒和纳米立方体。使用1nM吡啶测试了9种载体的SERS和SEIRAS活性，并将其与1mM吡啶的光谱进行了比较。在SEIRAS试验中，在3.3V下将载体与10mM硝酸银溶液掺杂2min，在3335 cm-1处的增强因子为2.01×106。在1.5V下将基底与10mM硝酸银溶液掺杂5分钟，在1567 cm-1处获得最高的SERS增强因子，为3.46×108。用10-4 M紫色晶体溶液对两个样品进行测试后，均未发现SERS增强因子，但在光谱中观察到更高的波段分辨率。
图1.（a）SiO2-HA-聚乙烯吡咯烷酮（PVP）纤维在50、200和400℃下的红外光谱，以及（b）SiO2-HA-聚乙烯吡咯烷酮（PVP）纤维在600、800、1000和1150℃下的红外光谱。
图2.（a）SiO2-HA-PVP纤维在50至400℃之间的拉曼光谱，（b）SiO2-HA纤维在600至1150℃之间的拉曼光谱，（c）SiO2-HA纤维在1150℃下烧结的拉曼光谱。
图3.（a）初生SiO2-HA-PVP纤维的显微照片（10,000×），（b）直径分布图和（c）EDS光谱；（d）初生SiO2-HA-PVP纤维在400℃下的显微照片（10,000×），（e）直径分布图和（f）EDS光谱；（g）初生SiO2-HA-PVP纤维在800℃下的显微照片（10,000×），（h）直径分布图，以及（i）EDS光谱；（j）初生SiO2-HA-PVP纤维在1150℃下的显微照片（10,000×），（k）直径分布图和（l）EDS光谱。
图4.SiO2-HA纤维在50、400、800和1150℃下的X射线衍射图。
图5.载体F1至F3的SiO2-HA-Ag复合材料的显微照片：（a）20,000×和（b）40,000×的F1；（c）20,000×和（d）40,000×的F2，以及（e）20,000×和（f）40,000×的F3。
图6.载体F4至F6的SiO2-HA-Ag复合材料的显微照片：（a）20,000×和（b）40,000×的F4；（c）20,000×和（d）40,000×的F5，以及（e）10,000×和（f）20,000×的F6。
图7.载体F7至F9的SiO2-HA-Ag复合材料的显微照片：（a）20,000×和（b）40,000×的F7；（c）20,000×和（d）40,000×的F8，（e）20,000×和（f）40,000×的F9。
图8.1V下SiO2-HA复合材料与10mM AgNO3掺杂5分钟的X射线衍射图。
图9.1.5V下，在10mM AgNO3溶液中掺杂了2、3和5分钟的载体上的1nM吡啶和1mM吡啶（黑色）的红外光谱。
图10.3.3V下，在10mM AgNO3溶液中掺杂了2、3和5分钟的载体上的1nM吡啶和1mM吡啶（黑色）的红外光谱。
图11.3.3V下，在20mM AgNO3溶液中掺杂了2、3和5分钟的载体上的1nM吡啶和1mM吡啶（黑色）的红外光谱。
图12.1.5V下，1nM吡啶在与10mM AgNO3溶液掺杂2、3和5分钟的载体上的表面增强拉曼光谱（SERS），以及1mM吡啶的拉曼光谱（黑色）。
图13.3.3V下，1nM吡啶在与10mM AgNO3溶液掺杂2、3和5分钟的载体上的SERS光谱，以及1mM吡啶的拉曼光谱（黑色）。
图14.3.3V下，1nM吡啶在与20mM AgNO3溶液掺杂2、3和5分钟的载体上的SERS光谱，以及1mM吡啶的拉曼光谱（黑色）。
图15.计算的带面积，以任意单位（a.u.）表示：在掺杂2、3和5分钟的SiO2-HA-Ag载体的每个光谱中，1mM吡啶溶液（0分钟）和1nM吡啶溶液（a）在1264 cm-1，（b）在1355 cm-1，（c）在1480 cm-1，（d）在1567 cm-1处的带面积。
图16.在非SiO2-HA-Ag基底条件下获得的10-4 M结晶紫的拉曼光谱。
图17.放置在载体F3、F4和F7上的10-4 M结晶紫的SERS光谱，以及10-4 M结晶紫（黑色）的拉曼光谱，限制在1200至1700 cm-1区间内。
图18.放置在载体F3和F4上的10-4 M结晶紫的SERS光谱。
