[发明专利]基于蒲公英状Ag/WO3-x

说明书

本发明提供一种基于蒲公英状Ag/WO_3‑x微纳米结构复合材料的SERS基底、制备方法和应用，将WCl₆与无水乙醇通过水热反应制得蒲公英状WO_2.72刺球结构，利用WO_2.72自身微弱的还原性，以硝酸银为氧化剂，实现蒲公英状WO_2.72刺球表面高密度银纳米颗粒的负载，进而得到蒲公英状Ag/WO_3‑x微纳米结构；将Ag/WO_3‑x微纳米结构旋涂于固相基底表面即可自组装并获得SERS基底；本发明制备方法简单，条件温和，无需大型设备且产率高，适合于工业化生产；所制备的蒲公英状Ag/WO_3‑x微纳米结构具有独特的三维结构，可以得到表面清洁、可循环利用的SERS基底，因而在SERS检测、催化、传感等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及可循环利用的清洁SERS基底，具体涉及一种基于蒲公英状Ag/WO_3-x (0x0.28)微纳米结构复合材料的SERS基底及其制备方法和在农残检测中的应用。

背景技术

农业产业化的高速发展使得农产品的生产越来越依赖于农药、抗生素以及激素等外源性物质。然而，各种农药的不合理使用必将导致农产品中的农残超出安全范围，并严重地影响食品安全。目前农药残留快速检测方法种类繁多，按其原理主要分为生化分析法、色谱检测法以及光谱分析法等等。其中基于拉曼光谱的表面增强拉曼光谱(Surface-enhancedRaman Scattering，SERS)由于具有快速、灵敏、操作简便、成本低廉等特点，得到了越来越广泛的关注，并逐渐成为果蔬中各类有机农残的现场快速定性检测的主要技术之一。

制备具有SERS活性的微纳米结构复合材料对于复杂样品表面的实际分析检测具有非常重要的意义。(1)固相SERS基底是一类非常方便的便携式芯片基底，在实际应用中特别适合于现场实时分析检测。此外，由于固相的复合基底具有一定的自清洁性能，因此可以实现基底的可循环利用。(2)基于纳米颗粒的SERS活性胶体能够解决一系列固相基底分析过程中的难题，如待测物质的提取、纯化以及均匀吸附等，可直接用于复杂样品表面痕量的有机农残的快速分析检测。

值得注意的是，空间三维的分层纳米结构具有大量的分支脚手架，从而导致其比表面积显著增大，能够吸附更多的待测分子。同时这些分层次的分支脚手架具有良好的负载能力，能够负载数目可观的活性纳米颗粒。根据活性纳米颗粒的不同，它们能被运用于不同的领域，特别是在纳米传感检测方面，其被广泛地应用于痕量有机小分子的灵敏检测。

为了获得更好的SERS检测品质，研究人员已经成功地采用多种合成方法制备得到了各类金属/半导体纳米复合SERS基底。然而，这些基底在制备过程中常常会引入一些有机污染物，这些污染物的存在极大地干扰了有机农残的分析检测。迄今为止，尚未探寻到一种公认的高效、绿色、环保、经济的手段来清除金属/半导体之间的有机污染层。比如，热解或氧化分解可能会破坏复合材料微观结构而导致SERS性能降低。化学去除或置换常常会引入新的添加剂，这些新引入的物质自身也是不可忽略的干扰。在真空环境下的等离子体轰击或溅射处理则需要昂贵的真空设备，且清洁的表面易再次污染等。所制备的复合材料清洁、无污染，基于该材料的SERS效应将显著提高，背景干扰亦会极为改善。因此，探寻一种快速、简捷、绿色、可控的方法来构建界面清洁的三维金属/半导体复合基底材料具有非常重大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蒲公英状Ag/WO_3-x微纳米结构复合材料的SERS基底、制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：