[发明专利]一种利用表面增强拉曼散射技术检测水中高氯酸根的方法

权利要求书

1.一种基于表面增强拉曼散射技术，简单、迅速和低成本测定水中高氯酸根离子的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)SERS基底的构建和修饰：首先利用金属置换反应在铜箔上沉积一层银或金纳米结构薄膜，然后通过分子自组装方法在银或金纳米结构薄膜上修饰一层阳离子硫醇自组装单层(SAM)即得SERS基底。(2)SERS测量样品的制备：将SERS基底浸于待测溶液中，或者将少量待测溶液加到SERS基底上，带负电的高氯酸根离子由于与SERS基底表面的阳离子之间的强的相互作用而被吸附富集在SERS基底表面。(3)SERS测量：将上述SERS样品置于拉曼光谱仪下进行SERS测量。根据高氯酸根离子的特征SERS峰(930cm^-1)出现与否及其强度，可获得定性和定量信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，铜箔可以是平滑表面，也可以是利用各种技术制备的粗糙表面包括无序的、有序的和图案化的微米和纳米结构及阵列。本发明所述的实施例中具体使用的是平滑表面的铜箔(Cu)和硝酸刻蚀法获得的粗糙表面的铜箔(rCu)；硝酸为1∶1(体积比)的浓硝酸/水混合液，刻蚀时间20s。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，用于沉积银或金纳米结构薄膜的试剂是不同浓度(0.5-50mM)的硝酸银溶液或氯金酸溶液，沉积时间为0.5-60min。本发明所述的实施例中具体使用的是2.5mM的硝酸银，室温反应5min。所得薄膜分别记作Ag/Cu和Ag/rCu。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，用于构筑SAM的阳离子硫醇包括半胱胺盐酸盐(Cys)，2-二甲氨基乙硫醇盐酸盐(DMAE)，和L-半胱氨酸盐酸盐(L-Cy)等，其浓度为0.5-25mM，组装时间为1min至数小时。本发明所述的实施例中具体使用的是5mM半胱胺盐酸盐(Cys)水溶液，组装时间为3min。所获得的Cys修饰的基底分别记作Cys-Ag/Cu和Cys-Ag/rCu。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，SERS测量样品的制备非常简单，快速。本发明所述的实施例中具体操作是：将100μL待测溶液加到SERS基底上，即可进行SERS测量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，高氯酸根离子的SERS特征峰位于930±5cm^-1处。本发明所述的实施例中特征峰具体位于930cm^-1处。

7.根据权利要求1-4任一所述的方法制备得到的阳离子硫醇SAM修饰的银或金纳米结构薄膜及其作为SERS基底在表面增强拉曼散射中的应用。

8.根据权利要求1-4任一所述的方法制备得到的SERS基底，经纯水或低浓度盐水冲洗和再次修饰进行再生的方法及其循环使用。