[发明专利]一种基于聚多巴胺核壳材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于聚多巴胺核壳材料及其制备方法和应用。以AgNWs和多巴胺作为原料，采用原位聚合法制备获得以AgNWs为核、以聚多巴胺为壳的AgNWs@PDA核壳材料，将AgNWs@PDA核壳材料进入至银氨溶液中进行反应，使得反应后的AgNPs附着在AgNWs@PDA核壳材料的表面，从而形成AgNWs@PDA@AgNPs核壳材料。该方法所得的AgNWs不仅具有良好的导电性，弯曲性能以及巨大的比表面积，可用于制备柔性导电电极，而且具有较高的SERS活性，可以作为SERS底物。本发明的制备方法简单，制备过程安全，能耗低，可操作性强。

技术领域

本发明涉及一种银纳米线/聚多巴胺/银纳米粒子(AgNWs@PDA@AgNPs)核壳材料的制备方法，及其用于高灵敏表面增强拉曼基底，属于纳米材料合成技术领域。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)可通过将分子吸附在粗糙金属或金属溶胶颗粒表面上以获取比普通拉曼散射增强的信号，其强度增加可达数个数量级之多，这一优势使表面增强拉曼散射在物理、化学、生物、医学、环境等领域都得到了广泛的应用。

在可见光激发下，基于贵金属金、银和铜纳米材料具有较高的增强效果，是目前常用的SERS基底材料，其中银的增强能力最强。银纳米线(AgNWs)作为一维无机纳米材料，具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，表现出独特的物理、化学和机械性能，在光电催化、传感、机械等领域具有重要应用。SERS与纳米结构的粒子尺寸、形状和排列密切有关，金属表面需存在一定宏观或微观的粗糙度，才能显示出SERS，常用的平滑单晶表面皆无法用SERS研究，所以需要对AgNWs进行改性使其具备高SERS活性，从而扩大AgNWs的应用范围。然而到目前为止，如何对AgNWs进行改性使其具备高SERS活性未有报道。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种基于聚多巴胺(PDA)核壳材料的制备方法，该方法所得的AgNWs不仅具有良好的导电性，弯曲性能以及巨大的比表面积，可用于制备柔性导电电极，而且具有较高的SERS活性，可以作为SERS底物。本发明的制备方法简单，制备过程安全，能耗低，可操作性强。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于PDA核壳材料的制备方法，以AgNWs和多巴胺作为原料，采用原位聚合法制备获得以AgNWs为核、以PDA为壳的AgNWs@PDA核壳材料，将AgNWs@PDA核壳材料进入至银氨溶液中进行反应，使得反应后的银纳米颗粒(AgNPs)附着在AgNWs@PDA核壳材料的表面，从而形成AgNWs@PDA@AgNPs核壳材料。

本发明的目的之二是提供一种上述制备方法获得的基于PDA核壳材料。

本发明的目的之三是提供一种上述基于PDA核壳材料在表面增强拉曼散射检测中的应用。

本发明的目的之四是提供一种表面增强拉曼散射检测的基底，所述基底的材料为上述基于PDA核壳材料。

本发明的目的之五是提供一种表面增强拉曼散射的检测方法，以上述基于PDA核壳材料作为基底材料，对不同浓度的罗丹明6G进行表面增强拉曼散射检测。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明以AgNWs为骨架，利用多巴胺的原位聚合在AgNWs表面包覆了PDA，制备了AgNWs@PDA核壳材料，随后利用PDA的弱还原性在AgNWs@PDA核壳材料表面包覆AgNPs，从而制备了AgNWs@PDA@AgNPs核壳材料。在本发明中操作简便，能耗低，制备过程安全。

2、本发明中采用PDA进行功能修饰，其中PDA具有亲水性和环境友好的特点，PDA结构中的酚羟基和含氮基团可以吸附溶液中的银氨离子，PDA的弱还原性还可将吸附在表面的银氨离子原位还原为AgNPs，随后AgNPs作为催化活性点，使溶液中的银氨离子继续还原生长。