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文献综述
文 献 综 述
一、引言
表面增强拉曼散射(SERS)在痕量爆炸物检测、环境科学与食品安全等领域是极其重要的传感技术。目前用于表面增强拉曼散射传感的基底（如金属基底、SiO2/Si基底）存在着成本高、制备工艺复杂以及分子传感信号容易受到分析物荧光背景干扰等问题[1]。而石墨烯优良的电子迁移率(15000cm2V-1s-1)[2]，有利于石墨烯和分子间因受到入射光激发产生电荷转移(化学增强机制，CM)，以达到增强表面吸附分子拉曼信号的作用，即石墨烯增强拉曼散射(GERS)[3]。同时石墨烯能提高检测的信噪比，将分析物荧光背景的干扰降低大约3个数量级 [4,5]，且相较于金属SERS基底，石墨烯SERS基底具有信号均一性、稳定性与重现性好等优点。但二维石墨烯SERS基底也存在对待测分子吸附传输性较弱、取样不便以及相较于电磁场增强机制(EM)的金属基底，其增强因子较小的固有问题。而石墨烯气凝胶具有丰富的三维骨架多孔结构和超高的理论比表面积(2600m2/g) [6]，对分子具有良好的吸附性，有助于分子的传输，此外气凝胶可在结构不被破坏的前提下直接擦拭待测样品，提高采样的灵活性与便捷性。在此基础上，通过将等离子体金属纳米颗粒修饰到石墨烯表面，还可以减少金属基底(Au、Ag等)中由于金属纳米颗粒分布不均对拉曼信号稳定性与重现性的影响[7]。且金属/石墨烯SERS基底同时具备电磁场增强机制（EM）与化学增强机制(CM)，增强因子得到明显提升。因此石墨烯基气凝胶可以作为理想的SERS基底，为SERS传感提供良好的平台。本文献综述主要对石墨烯气凝胶以及石墨烯基SERS基底进行了概述。
二、石墨烯气凝胶材料简介
2.1 概述
2.1.1石墨烯
石墨烯自从2004年第一次被曼彻斯特大学的Andre Geim和Konstantin Novoselov通过微机械剥离法制得以来[8]，石墨烯一直都是材料学、化学、物理学与生物学等领域研究的热点[9]。石墨烯中每一个碳原子和周围的三个碳原子进行sp2杂化，表现出一种蜂窝状的二维平面结构，是一种原子厚度的二维材料。石墨烯中碳碳键的键角为120，键长为0.142nm左右[10]。如图1（见附件）所示，在SEM下可以看出石墨烯结构具有透明和极薄的特点[11]。
石墨烯自身具有良好的电子迁移率和高比表面积，使得其可以作为灵敏的传感材料。此外石墨烯的表面电荷浓度在有分子接触到其表面会发生变化的特点，也是其可以成为传感材料的重要原因，如图2（见附件）所示。本课题将石墨烯基气凝胶作为SERS基底，也正是应用了石墨烯优异的传感性能。
2.1.2 石墨烯气凝胶
