[发明专利]一种具有高SERS活性的Ag-Au复合纳米周期结构的简易制备方法

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，本发明公开了一种具有高SERS活性的Ag‑Au复合纳米周期结构的简易制备方法，包括如下步骤：在单通阳极氧化铝模板孔道表面蒸镀一层银膜，所述银膜通过高温限域球化过程在孔道内形成均匀排布的银纳米颗粒；利用Au¹溶液进行取代反应，获得Ag‑Au复合纳米周期结构，用于多种探针分子的SERS活性检测。与现有技术相比，该方法克服了传统的纳米颗粒胶体SERS信号重复性差的问题，实现了大面积Ag‑Au复合纳米周期结构的可控制备及其SERS高重复性及高活性检测，大大降低了周期性纳米结构的制备成本，适用于批量生产。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种具有高SERS活性的Ag-Au复合纳米周期结构的简易制 备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)是指当被测分子吸附在粗糙金属表面上 时，其拉曼散射信号被异常放大的现象。该技术是以拉曼光谱技术为基础发展起来的一项新兴的表面检测 技术，如今已达到单分子检测水平。SERS检测水平的提高除了依赖仪器精度之外，还需要制备灵敏度高、 重复性好的探测基底。研究结果显示，SERS基底的活性主要来源于基底表面的电磁场增强，尤其是纳米 间隙或纳米尖端所具有的局域表面等离子体共振(Local surface plasmonic resonance,LSPR)特性引发的超强 电磁场是实现高灵敏检测的关键因素。

大量的研究表明，金属银的SERS活性要高于金，但是其稳定性不如金。尤其是近年来越来越受到重 视的金纳米星结构，其SERS活性大大提高，并且具有生物相容性的优势，已经运用于生物蛋白的检测中。 然而，目前常用液相合成法来制备金纳米星或者金纳米多面体溶胶，再通过界面组装的方式将其转移至固 态基底，用于吸附待测分子；或者直接采用液相进行原位SERS分析。这种方式制得的金纳米结构相对均 匀可控，能保证一定的检测灵敏度，但是其信号均匀性和批次重复性有待提高，这也限制了该基底的商用 化。另外，结合金银两种金属的优势，双金属复合纳米材料也逐渐得到关注，其中最常报道的就是核壳结 构，同样是利用液相合成法制备而来，实验重复性和信号均匀性都有待进一步研究。

实验表明，周期性固态金属纳米结构的制备是对液相法缺陷的有效补充，尤其是基于周期性模板的压 印转移或者原位沉积，其均匀的LSPR优势在SERS检测了领域得到了广泛应用。该技术操作性强，可控 性高，而且信号均匀性和批次复现性都得到了极大增强，但是由于模板尺寸的限制，获得高SERS活性的 纳米间隙或者纳米尖端通常需要高端精密的设备，不具备普适性。

综上所述，目前急需开发出一种表面纳米结构均匀的固态SERS探测基底，使其充分利用双金属复合 材料的优势，实现SERS信号的高灵敏、高重复性检出，达到低成本商用化的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有高SERS活性的Ag-Au复合纳米周期结构的简易制备方法， 本发明提供的方法制备成本低，结构均匀可控，适用面广。

本发明提供了一种具有高SERS活性的Ag-Au复合纳米周期结构的简易制备方法，包括如下步骤：

步骤1，在单通阳极氧化铝模板的孔道表面沉积一层银膜；

步骤2，将所述金属膜经过高温限域球化过程在孔道底部和孔壁上形成不连续的银纳米颗粒，得到基 于模板的银纳米颗粒阵列基底；

步骤3，将步骤2获得的基于模板的银纳米颗粒阵列基底浸泡在金离子溶液中不同时间，得到Ag-Au 复合纳米周期结构；

步骤4，将步骤3得到的Ag-Au复合纳米周期结构浸泡于不同的待测分子溶液中，30min后取出，超 纯水冲洗，氮气吹干，获得待测样品。

优选的，所述单通阳极氧化铝模板孔径为200～450nm；孔道深度为300～500nm。