[发明专利]一种基于电化学粗化的纳米金薄膜SERS基底制备方法

权利要求书

1.一种基于电化学粗化的纳米金薄膜SERS基底制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、清洗吸附在Si晶片的杂质：

将覆有300nm厚度SiO₂层的Si晶片切割为(1～2)cm×(1～2)cm的尺寸，然后依次用丙酮，乙醇和超纯水超声以20KHz频率清洗Si晶片各20分钟，之后将清洗干净的Si晶片放在真空烘箱中在室温下干燥；

步骤2、修饰Cr底层于Si晶片：

将步骤1所得到Si晶片通过电子束蒸发方法在4×10^-4Pa的高真空中以7kV电压和60mA的电子束电流将Cr底层于室温下在Si晶片表面上沉积70s，以增强Si晶片表面的粘附性；

步骤3、制备金纳米膜：

将步骤2所得到的Si晶片同样通过EBE方法在4×10^-4Pa的高真空中以7kV电压和70mA的电子束电流将Au粉末于室温下沉积在Cr层上，从而形成致密的金纳米膜；金纳米薄膜的厚度由沉积时间控制，控制时间为7min至20min，所得金膜厚度25-190nm；

步骤4、制备金纳米颗粒：

将步骤3所得的金纳米膜通过电化学粗化的方法形成粗化的纳米金薄膜；电化学粗化有两个电位脉冲：氧化脉冲和还原脉冲；在0.1M KCl溶液中氧化电位设定为1V-1.4V，持续5s，还原电位设定0.5V，持续10s；循环次数设定在3-15圈，金膜厚度25nm-190nm；电化学粗糙化后，用超纯水洗涤ER-Au以除去吸附的电解质，然后在真空烘箱中干燥；

步骤5、拉曼检测；

其中，所述步骤5中拉曼检测包括以下步骤：

步骤51、测试罗丹明6G R6G分子确定基底条件：

首先用电子秤称取0.0480g R6G粉末溶解在纯度≥99.8％的10ml乙醇溶液中配置成10^-2mol/L的母液，之后再用乙醇依次稀释成10^-9-10^-5mol/L不同梯度浓度的溶液，然后用移液枪取适量的10^-6mol/L的R6G待测液滴在ER-Au基底上，静止几分钟待干，使R6G分子充分吸附于基底表面；在相同的功率和条件下，依次测试氧化电位1-1.4V的拉曼光谱；测试循环圈数3-15圈的拉曼光谱；测试25-190nm的不同厚度的金基底的拉曼光谱；

步骤52、灵敏性检测-R6G梯度浓度检测：

取步骤51所得10^-9-10^-5mol/L的R6G待测液，依次用移液枪取适量的10^-9-10^-5mol/L R6G待测液依次滴在同一片纳米金薄膜基底上，静止几分钟，使R6G分子充分吸附于基底表面，最后在室温下干燥待测；

步骤53、灵敏性检测-对硝基苯酚PNP梯度浓度检测；

首先用电子秤称取0.0140g PNP粉末溶解在纯度≥99.8％的10ml乙醇溶液中配置成10^-2mol/L的母液，之后再用乙醇依次稀释成10^-8-10^-3mol/L的不同梯度浓度的PNP溶液，然后依次取1mL10^-2-10^-8mol/L的PNP溶液分别与1mL步骤52中配置好的10^-5mol/L的R6G溶液和8mL乙醇溶液以1：1：8的比例混合，配置成10^-6mol/L的R6G+10^-9-10^-3mol/L的PNP待测液；之后再用移液枪取适量的10^-6mol/L的R6G+10^-9-10^-3mol/L的PNP待测液的待测液依次滴在同一片纳米金薄膜基底上，静止几分钟，使R6G和PNP分子充分吸附于基底表面，在室温下干燥待测；

其中，步骤5中，每次低浓度测试后，分别用超纯水和乙醇分别冲洗基底三次，以去掉吸附在基底上的待测分子，室温待干后，再用移液枪取适量的另一浓度待测液滴在冲洗后的ER-Au基底上，静止几分钟，使R6G或PNP分子充分吸附于基底表面，最后在室温下干燥待测；

步骤5中，所有检测之前，基底依次用乙醇和去离子水超声清洗表面三次，然后放到干燥柜里自然蒸干，随后使用待测；所有稀释过程，都是以40KHz超声10分钟，等溶液完全混合后再进行稀释下一步；

其中，所有电化学测量均采用常规三电极体系，通过配备有Nova1.11软件的Autolab电化学分析仪在室温下完成。