[发明专利]一种氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯基复合材料领域，更涉及一种利用硼氢化钠在还原银氨离子时产生氢气进而产生银纳米孔洞，从而得到氧化石墨烯膜/聚4‑乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的制备方法。该制备方法，包括步骤1：氧化石墨烯膜的制备，步骤2：氧化石墨烯膜/聚4‑乙烯基吡啶的制备，和步骤3：将氧化石墨烯膜/聚4‑乙烯基吡啶浸泡到银氨溶液中10min～12h，然后取出并直接浸泡到NaBH4水溶液中30min～2h，取出清洗，得到氧化石墨烯膜/聚4‑乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料。该复合材料可以作为一种高灵敏度的SERS活性基底用于对小分子化合物的痕量检测。

技术领域

本发明涉及石墨烯基复合材料领域，更涉及一种利用硼氢化钠在还原银氨离子时，自身分解产生的氢气在三维花状微米银结构表面产生纳米孔洞，从而得到氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的制备方法。

背景技术

三维花状形貌的银微结构，其本身独特的分级结构使其在表面增强拉曼(surface-enhanced Raman scattering，简称SERS)检测领域获得了高度的重视。通过湿化学方法获得的花状银微结构通常由许多小的银纳米片状结构单元构成，然而现有的合成技术和方法无法对这些小的银纳米片状结构单元进行进一步形貌及结构的调控，例如在其表面形成纳米孔洞。纳米孔洞的存在可以进一步提高三维花状银微结构的比表面积，增大被检测物质的吸附面积。此外，这些纳米孔洞也是拉曼信号增强的“热点”区域，这些对提高SERS检测的灵敏度具有重要的意义。

发明内容

鉴于目前难以在三维花状银微结构表面产生纳米孔洞，本发明旨在提供一种全新的氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的制备方法。本发明人等经过深入研究，最终发现：通过“自引发光接枝聚合技术”，在氧化石墨烯膜(GO膜)表面接枝聚4-乙烯基吡啶(poly(4-vinylpyridene，P4VP))后，将形成的氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶(GO膜/P4VP)直接浸泡在银氨溶液中，取出再浸泡到含有NaBH₄的水溶液中得到氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料。

即，一种氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的制备方法，包括步骤1，步骤2和步骤3，

步骤1：将氧化石墨烯(GO)的乙醇溶液滴在硅胶印章上，利用印章压印转移法将GO转移到基材上，乙醇挥发后获得GO膜；

步骤2：将所得的GO膜浸泡到含有4-乙烯基吡啶(4VP)单体的密封管中，充入氮气，用紫外光照射30-180min，反应结束后取出GO膜并冲洗，得到GO膜/P4VP；

步骤3：将所得GO膜/P4VP直接浸泡到银氨溶液中10min～12h，然后将GO膜/P4VP取出并浸泡到NaBH_-水溶液中30min～2h，取出清洗，得到氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料。

本发明具有如下优势：本发明制备的氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料作为表面增强拉曼活性基底，罗丹明6G(Rhodamine 6G，R6G)作为探针分子时，R6G分子的检测极限浓度可以低至10^-10M，实现了对有机小分子的痕量检测。

附图说明

图1为氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的制备路线图；

图2为氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料的XPS谱图；

图3为不同放大倍率的氧化石墨烯膜/聚4-乙烯基吡啶/多孔三维花状微米银复合材料SEM图；

图4为比较例2制备得到的复合材料的SEM图；