[发明专利]多孔石墨烯-银纳米方块复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种多孔石墨烯‑银纳米方块复合材料及其制备方法和用途。复合材料由多孔石墨烯和银纳米方块组成，其中，多孔石墨烯的孔为联通的微孔，银纳米方块的一面与多孔石墨烯的孔壁吸附连接；方法为先将氧化石墨烯、亚硫酸氢钠和去离子水混合后超声震荡，再将得到的混合液置于90～100℃下静置后冷却，接着，先对得到的悬浮于水中的黑色石墨烯凝胶使用去离子水漂洗后冷冻干燥，再将得到的海绵状多孔石墨烯浸入银纳米方块的乙醇分散液中后取出，得到中间产物，之后，将干燥了的中间产物压缩，制得目的产物。它极易于作为表面增强拉曼散射的活性基底，使用激光拉曼光谱仪选择性地测量其上附着的福美系列农药的含量。

技术领域

本发明涉及一种复合材料及制备方法和用途，尤其是一种多孔石墨烯-银纳米方块复合材料及其制备方法和用途。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)光谱是分子的振动光谱，能够提供分子的指纹信息，而且具有极高的灵敏度。因此，SERS分析技术在化学、生物、医药、环境和食品安全等领域有着广泛的应用。目前，人们为了研发不同的SERS材料做出了各种努力，如中国发明专利申请CN104759616A于2015年7月8日公布的本申请人的一种贵金属纳米颗粒-多孔石墨烯复合材料及其制备方法和用途。该发明专利申请文件中提及的复合材料为孔直径为50nm～100μm的多孔石墨烯的孔壁上修饰有边长为10～200nm的银纳米方块；制备方法为先将银纳米方块和氧化石墨烯均匀地分散于去离子水中，得到分散液，再将过量的硼氢化钠水溶液加入分散液中后静置，获得产物。这种产物虽可作为表面增强拉曼散射的活性基底，使用激光拉曼光谱仪测量其上附着的罗丹明6G或多氯联苯PCB-3或甲基对硫磷的含量，却和其制备方法都存在着不足之处，首先，产物不能选择性地检测福美系列农药；其次，制备方法既不能获得选择性地检测福美系列农药的SERS活性基底，又因是在水中一步完成对多孔石墨烯的组装和银纳米方块在石墨烯孔壁上的吸附，而使银纳米方块密集地堆积排列且表面被石墨烯包裹，极大的限制了银纳米方块的物理增强作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种具有选择性地检测福美系列农药的多孔石墨烯-银纳米方块复合材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述多孔石墨烯-银纳米方块复合材料的制备方法。

本发明要解决的又一个技术问题为提供一种上述多孔石墨烯-银纳米方块复合材料的用途。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：多孔石墨烯-银纳米方块复合材料由多孔石墨烯和银纳米方块组成，特别是，

所述多孔石墨烯的孔为联通的微孔，所述微孔的孔直径为3～50μm；

所述银纳米方块的一面与多孔石墨烯的孔壁吸附连接，银纳米方块的边长为60～80nm。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述多孔石墨烯-银纳米方块复合材料的制备方法包括溶液法，特别是主要步骤如下：

步骤1，先按照氧化石墨烯、亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为1：480～520：115～135的比例，将三者混合后超声震荡至少5min，得到混合液，再将混合液置于90～100℃下静置至少2h，冷却后，得到悬浮于水中的黑色石墨烯凝胶；

步骤2，先对黑色石墨烯凝胶使用去离子水漂洗至少1次后冷冻干燥，得到海绵状多 孔石墨烯，再按照海绵状多孔石墨烯和0.1～1wt％的银纳米方块的乙醇分散液的重量比为1：3000～30000的比例，将海绵状多孔石墨烯浸入银纳米方块的乙醇分散液中至少0.5h后取出，得到中间产物；

步骤3，先将中间产物置于30～50℃下干燥，再将干燥了的中间产物压缩至原体积的0.003～0.05倍，制得多孔石墨烯-银纳米方块复合材料。

作为多孔石墨烯-银纳米方块复合材料的制备方法的进一步改进：