[发明专利]一种银碳复合多孔薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种银碳复合多孔薄膜的制备方法。所述方法为在避光条件下，边搅拌葡萄糖溶液边加入三辛胺，再缓慢滴加硝酸银溶液，置于160℃～200℃下进行水热反应，反应结束后，自然冷却至室温，取上层银白色薄膜，交替反复用水和无水乙醇清洗，干燥得到银碳复合多孔薄膜。本发明方法制备的银碳复合多孔薄膜具备颗粒大小均匀的、多孔网状的微纳结构，参与复合的水热碳成分不仅能有效避免SERS基底被氧化而失活的问题，将保存时间大大延长，而且能够帮助纳米银吸附更多的探针分子，从而提高检测的灵敏度，放置8个月后，其检测限可达10^‑9M，在表面增强拉曼散射方面有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于复合纳米材料领域，涉及一种具备高效SERS效应的银碳复合多孔薄膜的制备。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)作为一种光谱分析技术，具有谱带窄、选择性好、灵敏度高、抗光漂白、不受生物样品自发荧光和水的干扰、快速、原位、实时和无损等众多优点，在生物化学、分子生物学、单分子研究领域有着良好的应用前景。在表面增强拉曼光谱技术中，入射激光波长、激发强度、金属SERS活性基底对表面增强拉曼光谱的分析是三个至关重要的因素。实验中所观测到的拉曼散射的极大增强主要来自金属纳米结构表面的局域电场增强，其次，拉曼增强还受拉曼活性分子的特殊电子共振及其与金属表面接触的影响。因此SERS基底的制备显得至关重要。现有SERS基底存在着重现性差、保存时间短、基底不好调控等缺点，限制了SERS技术的应用。

纳米超微粒子(1～100nm)，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，与普通大颗粒材料相比，呈现出许多传统材料所不具备的物理、化学性质。其中纳米银粒子在表面增强拉曼光谱、表面增强共振散射光谱、分子生物学、超分子体系等研究领域占有重要地位，在抗菌材料、传感器研制、电子电路、化纤等方面得到了广泛的应用。纳米多孔结构具有更大的比表面积和纳米尺寸效应，可与银、金、铜等结合产生更为优异的增强效应。

关于多孔金属纳米材料的制备，吕晶等(CN105506559A)通过在物理方法镀膜设备上安装设有孔洞的遮挡板的方法，制备了多孔厚银薄膜。宋廷廷等(CN102296349A)利用去合金法，将单辊旋淬法制备的AB(C)合金薄带放入装有电解质溶液的容器中，加热后取出，制备了具有三维连续的纳米多孔结构基底。以上方法制备的金属单质纯度高，可获得较高的SERS性能，但银在空气中极易被氧化，故此类基底的保存时间极短。王田禾等(CN105158229)采用溶胶凝胶和旋涂的方法在基底上制备多孔二氧化钛涂层，并在多孔二氧化钛内利用光化学还原沉积纳米银颗粒，得到银/二氧化钛复合涂层材料，此类由溶胶凝聚法制备薄膜，易发生粒子团聚而导致性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种银碳复合多孔薄膜的制备方法，采用水热-还原法制备得到银层与碳层复合的多孔薄膜，制得的薄膜易于保存且可作为SERS基底直接应用，灵敏度较现有的SERS基底低了一个量级。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种银碳复合多孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：

在葡萄糖溶液中滴加三辛胺，搅拌混合均匀，按葡萄糖与硝酸银的摩尔比为5～15:1，缓慢滴加硝酸银溶液得到混合溶液，其中，葡萄糖溶液和硝酸银溶液的总体积与三辛胺的体积比为15～40:1，在160℃～200℃下进行水热反应，反应结束后冷却至室温，将上层薄膜取出，用水和乙醇洗涤干净后得到银碳复合多孔薄膜。

优选地，所述的混合溶液中的葡萄糖浓度为0.1-0.15M。

优选地，所述的混合溶液中的硝酸银的浓度为0.01-0.015M。

优选地，所述的水热反应时间为6h～15h。