一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法

本发明涉及表面增强拉曼基底，尤其涉及一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法。

背景技术：

1、拉曼光谱是一种方便高效的测试分析手段，因其具有灵敏度高、对样品无损、不受水干扰等优势，被广泛应用于食品安全、生物医学和环境监测等领域。但通常被测样品的拉曼信号强度很弱。因此拉曼光谱的应用与发展一定程度上依赖于拉曼散射增强(sers)基底的研究与制备。在用于制备sers基底的材料方面，一般采用贵金属纳米颗粒，因为其具有优异的局域等离子体共振效应(lspr)，即有优异的拉曼增强效果，且更易于制备。其中，银纳米材料制备方法相对更简单，且制备成本低，是最常用的sers材料。材料的sers性能与其形貌相关，目前用于制备sers基底的银纳米颗粒有纳米线(棒)、纳米片、立方形、双锥形、球形、十二面体等，其中立方形和双锥型由于比表面积大，具有较多尖锐棱角，具有优秀的表面等离子体共振效应，更有利于制备出性能优异的sers基底。

2、目前，双锥形和立方体银纳米颗粒的sers性能研究方法一般为将颗粒制备成sers基底，在表面添加标准物质后进行拉曼测试，获得标准物质的拉曼光谱并计算相应的拉曼增强因子(ef)。例如，tan等人(tavakkoliyaraki,m.；daqiqeh rezaei,s.；middha,e.；tan,y.n.synthesis and simulation study ofright silver bipyramids via seed-mediated growth cum selective oxidative etchingapproach.part.part.syst.charact.2020,37,1–9.)使用1，4-苯二硫醇(1，4-bdt)作为拉曼标准物质在532nm激发光源下，研究了87nm右双锥形银纳米颗粒的sers性能。xia等人(mclellan,j.m.；siekkinen,a.；chen,j.；xia,y.comparison of the surface-enhanced raman scattering on sharp andtruncated silver nanocubes.chem.phys.lett.2006,427,122–126.)使用1，4，-苯二硫醇作为拉曼标准测试物，测量并比较了尺寸为60nm、90nm和100nm的具有锋利边缘和断角的立方形银纳米颗粒的sers性能，并在785nm激发光源下获得最大的拉曼增强因子3.56×105。同一课题组(zhang,q.；li,w.；moran,c.；zeng,j.；chen,j.；wen,l.p.；xia,y.seed-mediated synthesis ofag nanocubes with controllable edge lengths in the rangeof 30-200nm and comparison oftheir optical properties.journal of theamericanchemical society.2010,132,11372–11378.)还测量并对比了尺寸为57nm、82nm、125nm和170nm的立方形银纳米颗粒的sers性能，并在514nm的激发光源下获得最大的拉曼增强因子4.1×106。但是其制备得到的表面增强拉曼基底的信号均匀性和灵敏度还有待改善。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法，所述制备方法制备得到的表面增强拉曼基底的信号均匀性好、灵敏度高，sers基底信号增强效果显著。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法，包括以下步骤：

4、将硅基底的表面进行等离子体预处理后，涂覆银纳米颗粒分散液，得到所述表面增强拉曼基底；

5、所述银纳米颗粒分散液中的银纳米颗粒包括右三角双锥银纳米颗粒和/或立方体银纳米颗粒。

6、优选的，所述等离子体预处理的频率为9khz～14mhz，功率为10～1200w，时间为5～600s；

7、所述等离子体预处理在通空气的条件下进行，所述空气的通入速率为50～500ml/min。

8、优选的，所述银纳米颗粒分散液中的溶剂包括乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或几种；

9、所述银纳米颗粒分散液的浓度为0.5～20mg/ml。

10、优选的，所述银纳米颗粒分散液的涂覆量为(10～1000)μl/(1～2)cm2。

11、优选的，所述银纳米颗粒分散液中立方体银纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

12、将醌类化合物、聚n-乙烯基吡咯烷酮、银源、添加剂和多元醇化合物混合后，进行溶剂热反应，得到所述立方体银纳米颗粒；

13、所述银源、醌类化合物、聚n-乙烯基吡咯烷酮、添加剂和多元醇化合物的用量比为(8.83×10-4～1.18×10-2)mol：(1.80×10-3～2.41×10-2)mol：(1.80×10-3～1.80×10-2)mol：(2.22×10-4～5.55×10-3)mol：1l。

14、优选的，所述银源为可溶性银盐；

15、所述添加剂包括氯化钠、氯化钾、氯化铁、氯化铜、十六烷基三甲基氯化铵、溴化钠、溴化钾和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

16、优选的，所述醌类化合物包括樟脑醌、苯醌、萘醌、蒽醌和菲醌中的一种或几种；

17、所述多元醇化合物包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二乙二醇和甘油中的一种或几种。

18、优选的，所述涂覆的方式为旋涂，所述旋涂的次数≥1次。

19、优选的，所述旋涂的次数为6次。

20、优选的，每次所述旋涂的转速为1400～3600rpm，时间为5～120s。

21、本发明提供了一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法，包括以下步骤：将硅基底的表面进行等离子体预处理后，涂覆银纳米颗粒分散液，得到所述表面增强拉曼基底；所述银纳米颗粒分散液中的银纳米颗粒包括右三角双锥银纳米颗粒和/或立方体银纳米颗粒。本发明采用的右三角双锥银纳米颗粒和/或立方体银纳米颗粒因具有锋利的边缘，可以增强拉曼信号强度，提高检测灵敏度，均匀沉积颗粒导致在sers基底上不同点测试得到的信号强度相当。因此，采用等离子体预处理硅基底，可以制备出银纳米颗粒沉积均匀致密的sers基底，最后得到信号均匀性好、灵敏度高的sers基底。通过拉曼增强因子的计算定量表征证实所述右三角双锥银纳米颗粒和立方体银纳米颗粒制备的sers基底信号增强效果显著，同时在sers基底性能的增强效果上，右三角双锥银纳米颗粒优于立方体银纳米颗粒。

技术特征：

1.一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体预处理的频率为9khz～14mhz，功率为10～1200w，时间为5～600s；

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米颗粒分散液中的溶剂包括乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或几种；

4.如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米颗粒分散液的涂覆量为(10～1000)μl/(1～2)cm2。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米颗粒分散液中立方体银纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述银源为可溶性银盐；

7.如权利要求5所述的制备方案，其特征在于，所述醌类化合物包括樟脑醌、苯醌、萘醌、蒽醌和菲醌中的一种或几种；

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方式为旋涂，所述旋涂的次数≥1次。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述旋涂的次数为6次。

10.如权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，每次旋涂的转速为1400～3600rpm，时间为5～120s。

技术总结本发明涉及表面增强拉曼基底技术领域，尤其涉及一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法。本发明提供了一种银纳米颗粒表面增强拉曼基底的制备方法，包括以下步骤：将硅基底的表面进行等离子体预处理后，涂覆银纳米颗粒分散液，得到所述表面增强拉曼基底；所述银纳米颗粒分散液中的银纳米颗粒包括右三角双锥银纳米颗粒和/或立方体银纳米颗粒。所述制备方法制备得到的表面增强拉曼基底的信号均匀性好、灵敏度高，SERS基底信号增强效果显著。技术研发人员：王晓露,郭福,朱昭熹受保护的技术使用者：北京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14