[发明专利]一种复合SERS基底及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合SERS基底及其制备方法和应用，所述复合SERS基底包括复合材料，该复合材料包括表面负载贵金属纳米粒子的MOF复合材料，贵金属纳米粒子为核壳结构，所述贵金属纳米粒子通过原位生长法负载在MOF材料表面。所述贵金属纳米粒子为核壳结构的金银纳米粒子。本发明中的复合SERS基底通过原位还原和生长实现了MOF与核壳结构的金属纳米粒子的有效结合，该复合材料结合了MOF材料的比表面积大、可有效吸附和富集待测分子的性能以及金属纳米粒子优异的表面等离子性能，显著提高了复合SERS基底检测的灵敏度和重现性。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种复合SERS基底及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对食品安全的关注也持续升高，蔬菜、水果等食品上的农药残留，特别是一些不易清除的内吸性农药给人类的健康带来了巨大的风险，容易造成遗传毒性、诱发癌症、影响肝脏功能、神经痉挛等不利后果，因此，开发快速、准确的农药残留检测方法显得尤为重要。常规检测方法有高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法、离子交换色谱和荧光光谱法等，这些方法虽然灵敏度高，但是前处理复杂，耗时耗力，需要专业的人员操作，并且试剂价格昂贵，因此无法应用于现场原位检测。

表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种快速、准确、无损、灵敏的光谱技术，被广泛应用于食品安全，生物医学，环境评估等领域。为了将分子捕获在粒子间隙内提高信号增强效果以及将待测分子稳定捕获在表面提升稳定性，很多研究者将研究重点集中在基于MOF的SERS基底。非原位方法制备的MOF-金属纳米粒子复合SERS基底需要繁琐复杂的后期修饰，带电荷的MOF和贵金属粒子容易团聚，分散性大大降低。修饰的分子或聚合物容易堵塞MOF材料的孔道，影响MOF的性能。此外，MOF暴露的不饱和基团位点有限，修饰效果不尽如人意，往往很难实现贵金属纳米粒子的均匀分布。极大的影响复合SERS基底的性能，重现性差。此外，目前农药、有机染料与传统贵金属材料结合能力弱，检测信号差，从而限制了复合SERS基底在农药和有机染料检测方法的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种复合材料。

本发明的目的之二在于提供一种复合SERS基底。

本发明的目的之三在于提供一种复合材料和/或一种复合SERS基底的制备方法。

本发明的目的之四在于提供一种复合材料和/或一种复合SERS基底在拉曼散射光谱检测中的应用。

本发明的目的之五在于提供一种复合材料和/或一种复合SERS基底在检测食品中有机染料或农药残留中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种复合材料，包括MOF材料及贵金属纳米粒子，所述MOF材料表面原位负载所述贵金属纳米粒子，所述贵金属纳米粒子为核壳结构。

优选地，所述贵金属纳米粒子具有以下至少一个特征：

(1)所述贵金属纳米粒子的粒径为103nm～203nm；

(2)所述贵金属纳米粒子核的粒径为52nm～138nm；

(3)所述贵金属纳米粒子为核壳结构的金银纳米粒子，所述金银纳米粒子的核材包括金、银中的至少一种；所述金银纳米粒子的壳材包括金、银中的至少一种。

优选地，所述金银纳米粒子的核材为金，壳材为银。

优选地，所述核壳结构的贵金属纳米粒子的粒径为129nm～169nm；进一步优选地，所述核壳结构的贵金属纳米粒子的粒径为140nm～160nm。