[发明专利]一种SiO2@Ag光子晶体膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种SiO₂@Ag光子晶体膜的制备方法，所述SiO₂@Ag光子晶体的尺寸为200nm‑800nm，Ag颗粒的大小为5‑45nm；SiO₂@Ag光子晶体呈矩阵式排列形成膜结构。本发明的SiO₂@Ag光子晶体膜，形貌可控、分散性良好、粒径均一、稳定性高，SiO₂@Ag光子晶体膜作为SERS基底，由于检测农药残留污染物具有高的灵敏度、优异的重复性和信号稳定性等特点，在环境检测领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于贵金属纳米材料领域，具体涉及一种SiO₂@Ag光子晶体膜的制备方法。

背景技术

拉曼光谱具有抗干扰能力强、无损检测、不需要特殊制备样品、不受水和溶剂的干扰等 诸多优点，在化学、生物和环境等监测分析上有重要应用。贵金属纳米材料，具有独特的能 级结构，能够发生表面等离子体共振，产生局域增强的电磁场，使吸附在其表面的分子的拉 曼信号大幅度增强。因此，贵金属常用来作表面増强拉曼散射的基底。表面增强拉曼散射能 使样品的拉曼散射强度増强几个数量级，合适的基底是实现表面增强拉曼的重要前提。目前， 研究比较多的金、银作为拉曼基底存在增强拉曼＂热点＂分布无规律，重复性不好的缺点。 因此，亟需制备出贵金属纳米有序阵列作为拉曼基底来产生稳定的拉曼信号。但是，贵金属 纳米阵列的制备存在制备过程复杂及成本高的缺点，限制了它们的广泛应用。

光子晶体在空间上可负载大量的贵金属纳米颗粒，周期性排列使贵金属纳米颗粒规律排 布，增加了基底的重复性。而且，周期性结构中存在很多缝隙，入射光激发等离子体基元会 被这些缝隙捕获，在缝隙处产生强的电磁场，能很大程度增强SERS效应。因此，开发成本低 廉、简便的制备均匀、稳定的拉曼活性基底的方法具有重要的科学意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有分散性良好、粒径均一、拉曼活性稳定的SiO₂@Ag光子晶 体膜，并提供其制备方法。

为了实现上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种SiO2@Ag光子晶体膜的制备方 法，包括以下步骤：

步骤一，氨水用蠕动泵以恒定速率滴加到正硅酸四乙酯的乙醇溶液中，反应1～2h，离心 分离，得到SiO₂纳米微球；

步骤二，将十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)加入到步骤一制备的SiO₂纳米微球的水溶液混 合搅拌均匀，形成混合溶液；

步骤三，将银-氨溶液加入到步骤二的混合溶液中静置处理，随后转入恒温油浴的超声装 置中反应1～4h，离心洗涤，制得SiO₂@Ag纳米微球。

步骤四，将载玻片清洗干净烘干备用，在烧杯中配制一定浓度的SiO₂@Ag分散液，超声 处理至分散均匀后，垂直插入基片放入恒温的真空干燥箱中，静置组装即得到SiO₂@Ag光子 晶体膜。

作为优选，所述步骤一中氨水的浓度为2～10mol/L。

优选地，所述步骤一中正硅酸四乙酯和乙醇的体积比为1：6～1:12，氨水和乙醇的体积 比为1:6～1:10。

具体地，所述步骤一中氨水用蠕动泵以1～7rpm的速率滴加到正硅酸四乙酯的乙醇溶液 中。

进一步地，所述步骤二中所取步骤一中SiO₂纳米微球与TTAB的质量比为1:100～1:50。

具体地，所述步骤三中银氨溶液取硝酸银0.01g～0.1g，氨水的浓度为3mol/L～14.5mol/L 配置而成。

优选地，所述步骤三中银氨溶液和步骤二中的混合溶液体积比为1:60～1:20。