[发明专利]银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种微米羽簇丛及制备方法和用途，尤其是一种银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛及其制备方法和用途。

背景技术

具有优异的延展性、导电、导热、化学性质稳定等性能的贵金属银在众多的领域有着广泛的应用。近期，人们为了进一步地探索和拓展贵金属银的应用范围，做出了各种尝试和努力，如中国发明专利申请公布说明书CN101216429A于2008年7月9日公开的“一种SERS生物探针及其制备方法”。该发明专利申请说明书中记载了一种二氧化硅实心颗粒外依次形成有银纳米颗粒层和二氧化硅层的SERS生物探针，其中，银纳米颗粒层和二氧化硅层之间连接有拉曼信号分子，二氧化硅层表面修饰有生物探针分子；该生物探针的制备方法为先分别制作表面官能团化的二氧化硅和银纳米颗粒，再将银纳米颗粒固定在二氧化硅颗粒表面，之后，先将拉曼信号分子连接于银纳米颗粒层上，再将其先后经分散于乙醇中、加入氨水和搅拌加入正硅酸乙酯的乙醇溶液处理，以在银纳米颗粒层外形成二氧化硅层，最后，将其与生物探针分子反应，在二氧化硅层上连接生物探针分子，得到产物。但是，无论是产物，还是其制备方法，均存在着不足之处，首先，产物虽有着生物探针的识别能力，却因其为核壳结构的单体而对SERS活性增强的贡献有限，若将众多的单体组成SERS基底，则由于难以形成固定的形态而使其结构不稳定；其次，银纳米颗粒层外形成的二氧化硅层阻碍了将产物作为SERS基底时银纳米颗粒对表面增强拉曼散射信号的增强作用，降低了对入射光的利用效率，使拉曼信号减弱；最后，制备方法不仅过于繁琐，还使用了多种有机试剂，如聚乙烯亚胺、正硅酸乙酯、对巯基苯胺、2-巯基萘等，其中很多试剂有毒，对环境及人体有危害，更不能制得具有固定形貌和较高SERS性能的基底。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构稳定，具有较高SERS活性的银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛的制备方法。

本发明要解决的还有一个技术问题为提供一种上述银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛的用途。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛包括银纳米颗粒，特别是，

所述银纳米颗粒修饰于金微米羽簇丛上，其粒径为15～25nm；

所述金微米羽簇丛覆于表面带有凹坑阵列的铝片上；

所述金微米羽簇丛中的金微米羽簇的簇直径为32～658μm，所述金微米羽簇中的金微米羽毛的羽杆长度为16～329μm、羽杆上的羽枝长度为8～160μm、羽枝上的羽小枝长度为2～13μm；

所述羽杆、羽枝和羽小枝均由金纳米颗粒组成，所述金纳米颗粒的粒径为200nm～1μm。

作为银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛的进一步改进，所述的凹坑阵列为六方有序排列的碗形凹坑阵列，构成碗形凹坑阵列的碗形凹坑的坑直径为30～100nm、坑中心距为50～120nm。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛的制备方法包括阳极氧化法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将铝片置于温度为6～10℃、浓度为0.2～0.4mol/L的草酸溶液中，于直流电压为35～45V下阳极氧化5～7h后，将其于温度为55～65℃、浓度为5～7wt%的磷酸和1.6～2wt%的铬酸的混和溶液中浸泡至少9h，得到表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片，再对表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片离子溅射金纳米颗粒，得到覆有金纳米颗粒的表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片；

步骤2，先将覆有金纳米颗粒的表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片置于氩气气氛中，于500～600℃下退火至少3h，得到覆有金微米羽簇丛的表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片，再对覆有金微米羽簇丛的表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片离子溅射银纳米颗粒，制得银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛。

作为银纳米颗粒修饰的金微米羽簇丛的制备方法的进一步改进，所述的离子溅射金纳米颗粒时，表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片与磁控溅射仪中金靶的间距为2cm、溅射的电流为15mA、溅射的时间为4～16min；所述的退火的时间为3～6h；所述的离子溅射银纳米颗粒时，覆有金微米羽簇丛的表面带有六方有序排列的碗形凹坑阵列的铝片与磁控溅射仪中银靶的间距为2cm、溅射的电流为15mA、溅射的时间为1～6min。