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通过变压器油中老化特征物含量反映油纸绝缘的老化程度是用于评估电力设备老化程度的重要手段。将拉曼光谱技术应用于变压器油中老化特征物含量检测研究，研究一种快速、简易、准确的变压器油中老化特征物检测方法具有重要意义。表面增强方法及基底是制约特征物拉曼光谱微量检测的瓶颈。论文结合仿真与实验，开展用于变压器油中甲醇拉曼光谱检测的表面增强方法及基底研究，主要工作如下：
①研究表面增强拉曼光谱电磁增强机理，应用COMSOL软件构建纳米双球模型，探究金属材质、颗粒粒径及间距对局域表面等离激元共振的影响。金纳米材质具备良好的增强性能；粒径较大的金纳米颗粒能够产生更强的表面电场分布，即具备更佳的电磁增强效果；颗粒间距减小，空间电场增大，间距小于5nm时急剧增大。
②研究基于密度泛函理论（DFT）的表面增强拉曼光谱化学增强效应，应用GaussView软件构建甲醇分子簇及M-Au配合物吸附模型，研究甲醇分子簇对液态甲醇拉曼光谱的影响及甲醇实验拉曼峰振动峰归属，以及甲醇分子与金团簇吸附模型的拉曼光谱。应用Materials Studio软件构建M-Au14和M-Au30配合物模型，分析M-Au配合物在电场强度下的电荷转移效应。施加电场强度会改变C-O键长、甲醇分子与金团簇的相对位置、电荷转移量和极化率，从而对甲醇分子的拉曼光谱产生影响。确定了甲醇分子的表面增强拉曼特征峰。
③实验室制备6nm和60nm两种金颗粒，应用透射电子显微镜（TEM）分析颗粒形貌。制备2D自组装表面增强基底和基于表面改性的增强基底，应用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析基底表面形貌并以R6G分子测试两种基底的增强效果。以超纯水萃取结合表面增强基底进行变压器油中甲醇表面增强拉曼光谱检测，构建定量分析模型。结果表明：2D自组装表面增强基底的均一性和一致性相对更佳，对甲醇特征物的最低检测浓度为1.89mg/L；基于表面改性的增强基底的抗氧化性较好，对甲醇特征物的最低检测浓度为0.65mg/L。
论文结合理论与实验，为变压器油中老化特征物拉曼光谱检测表面增强基底的制备提供一种新思路。
①研究表面增强拉曼光谱电磁增强机理，应用COMSOL软件构建纳米双球模型，探究金属材质、颗粒粒径及间距对局域表面等离激元共振的影响。金纳米材质具备良好的增强性能；粒径较大的金纳米颗粒能够产生更强的表面电场分布，即具备更佳的电磁增强效果；颗粒间距减小，空间电场增大，间距小于5nm时急剧增大。
②研究基于密度泛函理论（DFT）的表面增强拉曼光谱化学增强效应，应用GaussView软件构建甲醇分子簇及M-Au配合物吸附模型，研究甲醇分子簇对液态甲醇拉曼光谱的影响及甲醇实验拉曼峰振动峰归属，以及甲醇分子与金团簇吸附模型的拉曼光谱。应用Materials Studio软件构建M-Au14和M-Au30配合物模型，分析M-Au配合物在电场强度下的电荷转移效应。施加电场强度会改变C-O键长、甲醇分子与金团簇的相对位置、电荷转移量和极化率，从而对甲醇分子的拉曼光谱产生影响。确定了甲醇分子的表面增强拉曼特征峰。
③实验室制备6nm和60nm两种金颗粒，应用透射电子显微镜（TEM）分析颗粒形貌。制备2D自组装表面增强基底和基于表面改性的增强基底，应用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析基底表面形貌并以R6G分子测试两种基底的增强效果。以超纯水萃取结合表面增强基底进行变压器油中甲醇表面增强拉曼光谱检测，构建定量分析模型。结果表明：2D自组装表面增强基底的均一性和一致性相对更佳，对甲醇特征物的最低检测浓度为1.89mg/L；基于表面改性的增强基底的抗氧化性较好，对甲醇特征物的最低检测浓度为0.65mg/L。
论文结合理论与实验，为变压器油中老化特征物拉曼光谱检测表面增强基底的制备提供一种新思路。