[发明专利]检测有机溶剂中含水量的表面增强拉曼基底材料、制备方法

说明书

本发明公开了一种检测有机溶剂中含水量的表面增强拉曼基底材料、制备方法及其应用。其制备方法包括以下步骤：(1)以对巯基苯胺衍生物4,4’–二巯基偶氮苯为探针分子，修饰聚乙烯醇凝胶；(2)微反应器制备粒径均一且表面光滑的PVA‑DMAB微球；(3)通过原位生长在PVA‑DMAB微球表面负载纳米银颗粒，制备得到PVA‑DMAB‑Ag拉曼基底材料。本发明制备方法简单，制备得到的拉曼探针可以实现有机溶剂中含水的快速定量和定性分析，具有可重复性使用、检测灵敏度低的优点，在微量或痕量水分析检测领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于表面拉曼检测技术领域，具体的说，涉及一种用于检测有机溶剂中含水量的表面增强拉曼基底材料、制备方法及其应用。

背景技术

在有机化学反应中，有机溶剂中含水量对反应的产物、产率及反应的选择性有重要影响，同时含水量的表征也是医药、化工、食品等产品中的一项重要指标，因此有机溶剂中含水量的测定是最常遇见的分析问题。因此急需要一种可动态监测及便携式的检测手段进行测定分析。

目前，微量水的检测方法主要有露点法、电解法、卡尔费休法等常规方法，露点法和电解法都极易受到各种干扰因素的影响；卡尔费休法是目前使用常规检测方法，但是此方法的副反应很多，在检测时需考虑很多因素，尤其注意滴定池的清洁度、滴定参数的选择、假滴定终点现象以及空气的相对湿度。现有文献基于荧光技术、用于有机溶剂中水含量测定的光化学传感器的相关报道，根据含季按盐基团的多孔聚乙烯树脂在有机溶剂中溶胀，其体积是在水中的2-5倍，这种溶胀作用导致树脂在不同的溶剂相中反射光谱不同。研制了一种可测定丙酮中水含量的光导纤维传感器。因此仍需要开发一种光学传感器作为检测水的灵敏度和检测线低的手段。

近年来，一种基于贵金属基底的表面增强拉曼(SERS)光谱技术引起了研究者的广泛兴趣。SERS技术由于其高灵敏度、无破坏性、检测限低等优点，被广泛用于检测生物分子、食品添加剂、金属离子等领域。由于贵金属粒子相互接近能够产生动态热点从而产生高电磁，进而产生更强的拉曼信号。SERS技术一直检测特定的分子，在农残检测、药物分析等领域应用广泛，但是针对于水的检测从未进行过研究，一方面SERS的基底需要溶胶状，本身以水为溶剂，另一方面在检测的时候都需要溶液，以达到检测限低的效果。因此开发拉曼的特性应用于水的检测是非常具有应用前景。

发明内容

为了克服现有方法在检测水分子方面的不足，本发明的目的在于提供一种用于检测有机溶剂中含水量的表面增强拉曼基底材料、制备方法及其应用。本发明开发了一种负载银纳米粒子的聚乙烯醇微球(PVA-DMAB-Ag)拉曼基底材料，通过表面增强拉曼光谱定性与定量检测水含量。当微球吸水之后会膨胀导致负载在微球表面的银离子的间距会越来越宽会使得产生的动态热点的电磁降低，从而产生的拉曼信号也会降低。表面增强拉曼在1140cm^-1出现的DMAB特征峰会随着微球吸水膨胀而呈现线性降低。该方法制备的纳米基底材料具有制备简便、表面形貌均匀可控等优点，同时为现今检测水的技术提供了一种崭新的思路，在生物传感、环境监测分析和表面增强拉曼检测等领域具有广泛的应用前景。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种用于检测有机溶剂中含水量的表面增强拉曼基底材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)制备PVA-DMAB微球

在55-65℃的水浴条件下，将PVA、对巯基苯胺水溶液和过硫酸钾搅拌均匀后，通过注射泵进样进入微反应器发生聚合固化反应，反应结束后，洗涤、干燥，制备出干燥好的PVA-DMAB微球；其中：对巯基苯胺水溶液的浓度为8-12mmol/L；PVA、对巯基苯胺水溶液和过硫酸钾的质量比为(4～6)：2：(0.025～0.035)；

(2)制备PVA-DMAB-Ag微球