[实用新型]气体靶标探测装置

说明书

本实用新型涉及一种气体靶标探测装置，其结构包括外壳，在外壳上开设有进气口和出气口，在外壳内设置有气体通道，气体通道一端和进气口连通，另一端和出气口连通，在外壳上设置有拉曼探头，拉曼探头的前端伸入至气体通道内，在外壳上可拆卸安装有支撑托盘，支撑托盘的端部伸入至气体通道内，且在支撑托盘的端部设置有SERS基㡳，SERS基㡳位于拉曼探头的焦点位置，在外壳内设置有用于驱动气体沿气体通道流动的微型气泵。本实用新型体积小，便于携带，使用方便，便于远距离使用，且对目标分子吸附能力强、探测灵敏度高，适用于对空气中痕量物质分子的探测。

技术领域

本实用新型涉及一种气体监测技术，具体地说是一种气体靶标探测装置。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种无损、无标记的检测技术，对特定的物质有独特的光量子指纹，并且可以将拉曼光谱信号强度放大10个数量级以上，是目前研究痕量物质探测的重要技术手段。现有的表面增强拉曼散射技术气体检测装置体积较大、携带不便，集成度低，使用时操作复杂，不能长距离使用，不便于在现场使用，且无法精准有效检测空气中待检测分子的种类。

同时，理想的SERS基底应具备灵敏度高、检测速度快、重复性好、可持续探测、加工难度低和方便携带等特征。除SERS基底自身的增强性能外，基底对空气中炸药分子的捕获或吸附能力也是实现拉曼信号增强的关键。在25℃静止空气中，大多数炸药的气体体积比在ppb到ppt之间，如DNT、TNT和RDX气体饱和浓度分别为0.5ppm（10^-6）、13ppb（10^-9)和8 ppt（10^-12)。设计SERS基底时，不仅要构建密度大且均匀的“热点”，也要考虑对痕量物质的吸附浓缩。但由于现有的贵金属SERS基底与炸药分子亲和性较弱，低浓度的炸药能够吸附在SERS基底的分子数量很少，严重影响了分子的拉曼散射信号强度。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种气体靶标探测装置，以解决现有SERS气体探测装置体积较大、携带不便，集成度低，使用时操作复杂，不便于在现场使用，且灵敏度不高的问题。

本实用新型是这样实现的：一种气体靶标探测装置，包括外壳，在所述外壳上开设有进气口和出气口，在所述外壳内设置有气体通道，所述气体通道一端和所述进气口连通，另一端和所述出气口连通，在所述外壳上设置有拉曼探头，所述拉曼探头的前端伸入至所述气体通道内，在所述外壳上可拆卸安装有支撑托盘，所述支撑托盘的端部伸入至所述气体通道内，且在所述支撑托盘的端部设置有SERS基㡳，所述SERS基㡳位于所述拉曼探头的焦点位置，在所述外壳内设置有用于驱动气体沿所述气体通道流动的微型气泵。

进一步地，所述气体通道具有弯曲部，所述SERS基㡳位于所述弯曲部的前方且正对所述气体通道内的气流方向。

进一步地，所述SERS基㡳为MOF-SERS复合基底，包括SiO₂基层、位于所述SiO₂基层上表面的固化的光刻胶衬层、附着在所述固化的光刻胶衬层表面的贵金属膜层以及附着在所述贵金属膜层表面的MOF/Ag层；所述固化的光刻胶衬层的上表面和所附着的贵金属膜层以及MOF/Ag层呈现二维光栅结构的分布形式。

进一步地，所述MOF/Ag层为核壳结构的MOF/Ag纳米颗粒材料；MOF/Ag纳米颗粒直径为70nm~120nm。

进一步地，所述二维光栅结构的结构周期为400nm~1000nm，振幅为15nm~50nm。

进一步地，所述微型气泵的进口和出口分别通过抽气管和排气管与所述气体通道连通，所述抽气管的端口方向正对所述气体通道内的气流方向，所述排气管的端口方向和气体通道内气流方向相同。

进一步地，在所述外壳上设有承插口，所述承插口用于插接固定所述支撑托盘。

进一步地，在所述进气口可拆卸安装有过滤片。