[发明专利]具有表面拉曼增强效果的银纳米晶制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，涉及一种具有表面拉曼增强效果的银纳米晶的制备方法。

背景技术

与体材料相比，金属纳米粒子具有许多独特的物理和化学性质，其中最引人关注的就是金属纳米晶的表面等离子共振特性，基于表面等离子共振效应，金属纳米晶已经被广泛应用于生物传感和表面拉曼增强等方面。其中表面增强拉曼散射（SERS）作为一种物质分析技术，在分析、环境和催化等领域中可以达到超灵敏的检测。碱金属、贵金属及部分过渡金属具有良好的表面拉曼增强活性，其中银纳米晶的增强效果最好，金和铜次之。由于基底不稳定、差的可重复性等因素限制了SERS的商业应用。制备尺寸均匀，形状可控、高稳定性、可重复性强的SERS活性基底是拉曼增强研究的首要目标。银溶胶是目前应用最广泛的活性基底，其制备方法简单，在可见光区域有等离子体共振吸收，大小和形状比较容易控制。合成银纳米颗粒的常规方法是在有机溶剂中制备，溶剂有机分子在后续的拉曼增强测试中会有一定的影响，所以有必要寻找一种环境友好的、水溶液制备银纳米溶胶的方法从而方便后续的拉曼增强测试。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种具有表面拉曼增强效果的银纳米晶的制备方法。

一种具有表面拉曼增强效果的银纳米晶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 

（1）将0.5～1.5克聚乙烯吡咯烷酮溶于15～25毫升的去离子水中，配制成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；

（2）在上述溶液中加入5～15毫升浓度为0.05～0.15mol/L的氢氧化钠溶液和5～15毫升 ，0.1～0.3mol/L的葡萄糖溶液，用玻璃棒充分搅拌使分散均匀；

（3）再往溶液中滴加硝酸银溶液；

（4）将反应液移至反应釜中反应； 

（5）反应产物经洗涤烘干得到银纳米溶胶；

（6）银纳米溶胶均匀负载在载玻片上，用于后续的拉曼增强测试。

步骤（3）中所述的硝酸银溶液浓度为0.04～0.05mol/L, 加入15～25毫升，缓慢滴入硝酸银溶液后会观察到溶液立即变为黑灰色。

步骤（4）中所述的反应釜中的温度是130～150℃，反应时间为5～7小时。

步骤（5）中所述的洗涤烘干为加入去离子水高速离心，重复3~4次；烘干为在真空条件下350～450℃下加热1小时。

本发明在水体系中合成了50纳米左右的均匀尺寸的银纳米晶，该方法操作简便、无毒、可重复性好、成本低廉。本发明原料廉价，工艺简单，可制备出尺寸均匀的银纳米溶胶，材料的结构形貌控制稳定，对吡啶和PVP的拉曼增强效果明显。

附图说明

图1为采用本发明（实施例1）合成的银纳米晶的扫描电子显微镜照片。

图2为采用本发明（实施例1）合成的银纳米晶对PVP的拉曼增强效应，其中1是PVP的拉曼图谱，2是PVP在银纳米晶表面的拉曼图谱。

图3为采用本发明（实施例1）合成的银纳米晶对吡啶的拉曼增强效应，其中1是吡啶的拉曼图谱，2是吡啶在银纳米晶表面的拉曼图谱。

具体实施方式

实施例1：

银纳米溶胶的合成方法

首先将1.0g PVP溶于20ml的去离子水中；在上述溶液中依次加入10ml，0.1mol/L的NaOH溶液和10ml，0.2mol/L的葡萄糖溶液，用玻璃棒搅拌均匀；加入20ml，0.05mol/L的硝酸银溶液，会观察到溶液立即变为黑灰色；将上述的反应液加入100ml的反应釜中，140℃反应6h。将产物加入去离子水10000r离心10min后，去掉上清液，继续加入纯净的去离子水继续离心，重复该过程3~4次；将得到的粉末样品在真空条件下400℃退火1h。将粉末样品均匀的负载在载玻片上，滴加一定浓度的PVP和吡啶溶液，对其进行拉曼增强效应测试。

图1显示合成的尺寸在50nm的银纳米溶胶；图2显示合成的银纳米晶对PVP良好的拉曼增强效应，其中1是PVP的拉曼图谱，2是PVP在银纳米晶表面的拉曼图谱；图3显示合成的银纳米晶对吡啶良好的拉曼增强效应，其中1是吡啶的拉曼图谱，2是吡啶在银纳米晶表面的拉曼图谱。

实施例2：