[发明专利]一种复合SERS基底及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种复合SERS基底及其制备方法和应用，属于微纳结构加工技术领域。本发明提供的复合SERS基底的制备方法，包括以下步骤：采用纳米压痕仪在二维材料的表层制备微纳结构，得到复合SERS基底；所述二维材料包括叠层设置的金属底层和石墨烯表层。本发明采用的纳米压痕仪制备的微纳结构结构一致性好、设备操作方便简单。本发明提供的制备方法制备的复合SERS基底能够检测化学农药分子，微纳结构对电场强度具有增强的效果，同时石墨烯对化学吸附有增强的效果，因而复合SERS基底对化学农药分子的检测精确度高、灵敏度高、检出限低，且该制备方法操作简单，适宜规模化生产。

技术领域

本发明涉及微纳结构加工技术领域，具体涉及一种复合SERS基底及其制备方法和应用。

背景技术

在农业生产中，为提高农作物的产量，会大量的施用杀虫、杀菌、杀灭有害动物(或杂草)的农药。这些农药流失到环境中，会造成严重的环境污染，而且农作物自身的农药残留对消费者的健康存在潜在危害。目前常用的检测食品中农药残留的方法有气相色谱法、气质联用法、液相色谱法等。这些方法的检测精度高，但普遍存在预处理复杂、检测时间长且无法在现场进行实时检测等缺点。

拉曼光谱作为表征分子振动的指纹光谱，能够获取到分子结构的信息且具有检测效率高、不用预处理等优点，已经被广泛地应用在食品安全领域。但由于普通拉曼信号强度弱，容易被其它信号(如荧光信号)淹没，难以识别分子的信息。

目前，随着拉曼技术的发展，通常利用具有微纳结构的金属(如金、银、铜)表面来增强拉曼信号的强度，以提高检测精度，但这种金属表面增强拉曼散射(Surface-enhancedRaman scattering，简写为SERS)基底对于化学农药分子的检测分辨率低，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合SERS基底及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法制备的复合SERS基底对化学农药分子的检测精确度高、灵敏度高、检出限低，且本发明提供的制备方法操作简单，适宜工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种种复合SERS基底的制备方法，包括以下步骤：

采用纳米压痕仪在二维材料的表层制备微纳结构，得到复合SERS基底；

所述二维材料包括叠层设置的金属底层和石墨烯表层。

优选的，所述微纳结构的深度为0.1～2μm。

优选的，所述微纳结构为阵列微纳结构。

优选的，形成所述金属底层的金属包括金、银或铜。

优选的，所述金属底层的厚度为5～10μm，所述石墨烯表层的厚度为1～3nm

优选的，所述纳米压痕仪的工作参数包括：采用金刚石三棱锥探针，X方向工作台的加载速率为3～5μm/s，Y方向工作台的加载速率为1～5μm/s，Z方向的垂直载荷为0～30mN。

优选的，所述金刚石三棱锥探针的三个面间的夹角为120°；金刚石三棱锥探针的圆弧半径200nm。

优选的，所述垂直载荷为恒力或变力；

所述垂直载荷的力调制信号包括对称三角波、非对称三角波、正弦波或方波。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的复合SERS基底。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的复合SERS基底或上述技术方案所述复合SERS基底在化学农药分子检测中的应用。