[发明专利]一种表面增强拉曼基底及其制备方法

说明书

本发明涉及一种表面增强拉曼基底及其制备方法，所述的基底包括沉积在导电基片上的金属膜镀层，所述的金属膜镀层包括若干有序排列的金属纳米碗，所述的金属纳米碗呈碗状结构，所述的金属纳米碗为铜银合金。其制备方法包括如下步骤：(1)制备模板聚合物微球悬浮液，所述的模板聚合物微球直径与金属纳米碗匹配；(2)单层聚合物膜模板的制备与热处理，所述的模板包括沉积在导电基片上若干有序排列的聚合物微球；(3)采用电化学沉积在模板中填充金属，填充的金属为铜银合金；(4)去除模板得到基底。与现有技术相比，本发明基底表面增强效果优异，可重复性高，基底稳定性好，而且制作成本较低，操作简单。

技术领域

本发明涉及激光拉曼光谱检测技术领域，尤其是涉及一种表面增强拉曼基底及其制备方法。

背景技术

气溶胶在大气许多物化过程中起着重要的作用，如：影响太阳辐射的散射和吸收；作为云的凝结核影响云滴的数量、半径，从而对气候变化产生影响。目前，我们对气溶胶颗粒内部结构、相态及转化，颗粒物间的差异，影响气溶胶粒相形成的有机物种类等仍知之甚少。然而，颗粒物的结构、组分、相态均会改变其光学性质和吸水能力，从而对气溶胶整体的属性产生影响。

目前大气颗粒物检测使用的方法包括傅里叶变换红外光谱法、努森池-四级杆质谱法和漫反射傅里叶转换红外光谱法、飞行时间质谱法等，但以上检测中使用的样品均为堆积态颗粒物，而大气颗粒物在实际大气环境中是以互不接触的悬浮形式存在的，堆积态样品中颗粒物之间互相紧密接触，与实际大气条件下差别很大。为了得到气溶胶来源、演化等信息，气溶胶相关的研究与测量工作已经从总体气溶胶的研究转向单颗粒物的研究，检测尺度从微米级向亚微米、甚至纳米级发展。

拉曼光谱分析具有许多优点，例如成本低；非破坏性分析；样品制备简单；可视化；单颗粒检测。另外，它还可以提供关于不同官能团的存在，颗粒大小及形态以及二级化学物质主要组分的详细信息。其中表面增强拉曼光谱(SERS)检测灵敏度高且可进行显微成像实现原位监测，能够检测颗粒中存在的痕量有机或无机物质，观察颗粒间或颗粒内复杂的变异性，以及表征直径小于衍射极限的气溶胶颗粒(小至150纳米)。但目前用于大气气溶胶检测的SERS研究才刚刚起步，还有很多方面需要探索。针对大气污染物具有浓度低、种类多、易共存的特点，研究新型具有稳定有序结构的SERS基底材料，通过增强基底材料的SERS效应，提高基底材料选择性等手段可以实现大气单颗粒物的痕量监测。目前应用于大气气溶胶检测的表面增强拉曼基底具有信号弱、重复性差以及制备成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种表面增强拉曼基底及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种表面增强拉曼基底，所述的基底包括沉积在导电基片上的金属膜镀层，所述的金属膜镀层包括若干有序排列的金属纳米碗，所述的金属纳米碗呈碗状结构，所述的金属纳米碗为铜银合金。

所述的金属纳米碗形状大小均一，口径大小为500纳米～5微米，深度大小为200纳米～2微米。

一种表面增强拉曼基底的制备方法，该方法利用模板法制备上述表面增强拉曼基底，所述的方法包括如下步骤：

(1)制备模板聚合物微球悬浮液，所述的模板聚合物微球直径与金属纳米碗匹配；

(2)单层聚合物膜模板的制备与热处理，所述的模板包括沉积在导电基片上若干有序排列的聚合物微球；

(3)采用电化学沉积在模板中填充金属，填充的金属为铜银合金；

(4)去除模板得到基底。

步骤(1)具体为：用均匀沉淀法将尺寸在500纳米～5微米的球形聚苯乙烯胶体颗粒在乙醇与水的混合溶液中超声分散为稳定的悬浮液。