[发明专利]一种基于膨胀石墨的柔性复合SERS基底的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于膨胀石墨的柔性复合SERS基底的制备方法。利用超声分散膨胀石墨，经液体过滤装置均匀负载于柔性薄膜；膨胀石墨表面具有疏水性质，因而滴涂到其表面的贵金属纳米颗粒经水分蒸发可有效组装成活性热点区域，增强拉曼信号强度。该基底可适用于不同曲面，在极端处理条件下，包括在一定pH值和温度范围内仍能保持良好的稳定性，可实现对痕量三苯甲烷类污染物和农药残留的灵敏检测。另外，该柔性基底材料制备过程简单，成本低，适于商品化应用。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别是涉及一种基于膨胀石墨的柔性复合SERS基底的制备方法。

背景技术

表面增强拉曼光谱技术(SERS)作为一种简单、快速、高灵敏的分析方法，已广泛应用于各领域的检测表征。其中金、银是最常见的增强基底材料，而金纳米棒因独特的光学可调特性，受到了大量的关注。现有技术中如中国专利CN201811325248.X提供了一种新型阳离子表面活性剂作为包覆剂制备的金纳米棒,利用静电吸附作用提高SERS检测色素分子的灵敏度。中国专利CN202010707325.9提出了一种基于小球阵列的柔性SERS基底及其制备方法，但是其制备过程涉及小球阵列由硬质基底到柔性基底的转移，过程繁琐。中国专利CN202010133719.8报道了一种直接在柔性薄膜衬底表面原位氧化还原获得纳米银的基底材料制备方法，但是该材料在检测应用中会存在载玻片基底峰带来的干扰情况。为此，寻找一种制备过程简单，实用性好的柔性复合SERS基底材料，具有商业意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于膨胀石墨的柔性复合SERS基底的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采取了以下技术方案。通过液体过滤装置将超声分散的膨胀石墨溶液均匀负载到过滤薄膜上，构筑柔性膨胀石墨衬底；利用溶胶凝胶法或种子法合成不同形貌和尺寸的金纳米结构单元，通过清洗、浓缩，将金纳米颗粒与柔性衬底进行复合。由于柔性膨胀石墨衬底具有疏水性，在复合过程中有利于增强拉曼活性位点的生成。通过对膨胀石墨复合SERS基底进行了极端条件下的处理，结果显示了其高稳定性的优势。

具体的，本发明的一种基于膨胀石墨的柔性复合SERS基底的制备方法，包括以下步骤：

(1)将膨胀石墨超声分散；

(2)将分散后的膨胀石墨溶液通过液体过滤装置负载于滤膜上；

(3)将滤膜支撑的膨胀石墨柔性膜在一定温度下干燥；

(4)将金纳米溶胶进行离心清洗、浓缩，滴涂到干燥的柔性膨胀石墨衬底表面，得到柔性膨胀石墨复合基底；

(5)将柔性膨胀石墨复合基底置于不同pH值溶液中浸泡处理；

(6)将步骤(5)处理后的柔性膨胀石墨复合基底在一定温度下进行热处理，得到基于膨胀石墨的柔性复合SERS基底材料。

进一步的，所述步骤(1)中膨胀石墨的质量0.01g，水溶液20mL，超声分散时间200～400min，以使膨胀石墨分散充分。

进一步的，所述步骤(2)中膨胀石墨负载于直径25mm，孔径≤0.45μm的滤膜。

进一步的，所述步骤(3)中膨胀石墨柔性衬底干燥的温度＜35℃。

进一步的，所述步骤(4)中金纳米溶胶由溶胶凝胶法制备，包括但不限于LeeMeisal化学还原制备金纳米颗粒，种子法合成金纳米棒(Chem.Mater.,15(2003)1957-1962.)等。

进一步的，所述步骤(4)中金纳米溶胶经过离心清洗、浓缩，采用滴涂的方式使金纳米颗粒附着于膨胀石墨表面。

进一步的，所述步骤(5)中pH＝4～10。

进一步的，所述步骤(6)中T＝20℃～100℃，热处理时间10～30min。