[发明专利]一种基于柔性压电薄膜负载纳米Ag自供能SERS基底及应用

说明书

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种基于PVDF‑hfp/rGO‑PEI柔性复合压电薄膜负载纳米Ag型自供能SERS基底，并进一步公开其在微量农药残留检测领域中的应用。本发明所述SERS基底，以所述PVDF‑hfp/rGO‑PEI柔性压电复合多孔薄膜为基底材料，并以AgNO₃和N₂H₄·H₂O为原料，通过氧化还原反应在其表面上均匀的生成一层Ag纳米粒子层。本发明所述SERS基底将表面增强拉曼技术与柔性发电复合多孔薄膜相结合，实现了电压促进SERS基底的一体化，所得自供能SERS基底有较好的发电和保压性能，应用更加广泛，可以有效地检测微量农药的残留。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种基于PVDF-hfp/rGO-PEI柔性复合压电薄膜负载纳米Ag型自供能SERS基底，并进一步公开其在微量农药残留检测领域中的应用。

背景技术

表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)是指当分子被吸附到某些粗糙的金属，如金、银或铜的表面时，其拉曼谱线强度得到极大的增强的现象，可以提供分子结构特征和物质组成信息，是一种具有极高表面检测灵敏度的振动光谱技术。由于其具有超高增强效果，且检测条件温和，无需样品前处理等特点，SERS技术很好的克服了传统检测方法检测过程繁琐的缺点，同时也能够达到较高的检测精度和稳定性，已被广泛地应用于环境污染物、生物医药、化学反应监测等各个领域，也为快速测定低浓度农药提供了一种有效方法。在SERS检测技术中，SERS基底的性能对其具体应用及效果具有关键的作用，而致力于开发新的功能性SERS基底材料对于SERS技术的发展具有积极的意义。

压电材料是指受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料，起源始于1880年，由法国物理学家P.居里和J.居里兄弟发现，把重物放在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成比例，这一现象被称为压电效应。压电复合材料则是指由热塑性聚合物与无机压电材料所组成的压电材料，又称复合型高分子压电材料，其兼具无机压电材料优良压电性和高分子压电材料的优良加工性能，而且不需要进行拉伸等处理，即可获得压电性，而这种压电性在薄膜内无各向异性，故在任何方向上都显示出相同的压电性。近年来，压电复合材料之所以发展迅速，主要是因为其兼具基底和填料的长处，还可能产生一些特殊的性能。如聚合物基底材料具有很好的柔韧性以及良好的加工性能，易于成型，而加入适当的填料可以增强材料的强度，同时对填料进行合适的改性能够使其具有更多的官能团，增加与基体的相容性。

石墨烯是由英国曼彻斯特大学的海姆(A.Geim)和诺沃肖洛夫(K.Novoselov)在2004年通过微机械剥离法得到的一种蜂窝状平面薄膜，它是一种单层碳原子面材料，厚度只有0.335nm，具有十分良好的强度、导电、导热、光学特性，被称为新材料之王，在计算机、材料学、航空航天、物理学等领域得到了长足发展。

如何增强石墨烯与聚合物基体的相容性，进而将表面增强拉曼技术与柔性发电复合多孔薄膜予以结合，实现了电压促进SERS基底的一体化，是一项全新的研究课题，并具有广泛的应用前景。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于PVDF-hfp/rGO-PEI柔性复合压电薄膜负载纳米Ag型自供能SERS基底，通过将SERS技术与柔性发电复合多孔薄膜相结合，实现了电压促进SERS基底的一体化；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种基于所述自供能SERS基底进行微量农药残留检测的方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种基于柔性压电薄膜负载纳米Ag自供能SERS基底的制备方法，包括如下步骤：

(a)制备PVDF-hfp/rGO-PEI柔性压电复合多孔薄膜，并将其置于NaCl溶液中，干燥，备用；