[发明专利]一种提高纳米多孔金属表面增强拉曼散射性能的方法

说明书

本发明涉及一种提高纳米多孔金属表面增强拉曼散射性能的方法，属于纳米材料领域。所述方法包括：首先以非晶合金薄带为前驱体，通过化学脱合金法制备出三维双连续的纳米多孔金属；然后采用高能金属离子辐照源对纳米多孔金属进行合适剂量的离子辐照。辐照过后的纳米多孔金属表面变粗糙，韧带变粗，孔隙变小，从而能提供更多的活性位点，可将纳米多孔金属的表面增强拉曼散射的增强因子提高2～10倍。本发明有望在化工、环境、生物医药和传感器等领域具有良好应用前景。

技术领域：

本发明涉及的是利用离子辐照提高纳米多孔金属表面增强拉曼散射性能的方法，具体而言，首先以非晶合金薄带为前驱体，通过化学脱合金法制备出三维双连续的纳米多孔金属；采用高能金属离子辐照源对纳米多孔金属进行合适剂量的离子辐照。辐照过后的纳米多孔金属表面变粗糙，韧带粗化，孔隙变小，从而能提供更多的活性位点，可将纳米多孔金属的表面增强拉曼散射的增强因子提高2～10倍。

背景技术：

表面增强拉曼散射(SERS)是人们将激光拉曼光谱应用到表面科学研究中所发现的异常表面光学现象。它可以将吸附在材料表面的分子的拉曼信号放大10⁶到10¹⁴倍，这使其在探测器的应用和单分子检测方面有着巨大的发展潜力。增强因子的高低取决于SERS基底，所以，研究者一直致力于获得均匀、稳定、高灵敏度的SERS基底。贵金属银和金是SERS衬底的典型金属，因为它们的等离子共振频率落在通常用于激发拉曼散射的可见光和近红外光的波长范围内。最近，纳米多孔铜(NPC)由于其独特的化学性质，纳米孔隙可调，比表面积大，成本低等原因，得到了更多的关注。然而，相比于纳米多孔银、纳米多孔金，纳米多孔铜增强因子低，严重限制了其应用。因此，研究者致力于寻找提高纳米多孔铜的SERS性能的方法。

众多的研究表明，纳米多孔材料的SERS性能与其形貌，尺寸，化学组成等表面粗糙度有很大关系。研究者通过控制脱合金条件方法来调控纳米多孔铜的孔隙大小，从而来提高纳米多孔金属的SERS性能，但是该方法存在增强极限，当孔隙达到一定尺寸时，SERS性能达到最优，无法进一步增强。研究表明，离子辐照是一种可对材料进行表面改性的有效方法，具有可选离子束源多，辐照剂量可控，周期短，适用范围广等优点。因此，有望通过离子辐照对纳米多孔金属进行表面改性，从而达到提高其SERS性能的密度。然而，目前这方面的研究尚未有报道。

发明内容：

在现有技术的基础上，本发明提供一种新型提高纳米多孔金属的表面增强拉曼散射性能的方法，即，首先以非晶合金薄带为前驱体，通过化学脱合金法制备出三维双连续的纳米多孔金属；采用高能金属离子辐照源对纳米多孔金属进行合适剂量的离子辐照。辐照过后的纳米多孔金属表面变粗糙，韧带粗化，孔隙变小，从而能提供更多的活性位点，可将纳米多孔金属的表面增强拉曼散射的增强因子提高2～10倍。

一种提高纳米多孔金属表面增强拉曼散射性能的方法，其特征在于以纳米多孔金属为基底，采用高能金属离子辐照源对其进行合适剂量的离子辐照，从而来提高纳米多孔金属的表面增强拉曼散射性能，包括以下步骤：

(1)以非晶合金薄带为前驱体，通过化学脱合金法制备出三维双连续的纳米多孔金属；

(2)将步骤1中得到的样品装入串列静加速器，并将其真空抽至1×10^-3～2×10^-4Pa；

(3)注入金属离子，能量为3～9MeV，剂量为9.36×10¹³～3.36×10¹⁴ions/cm²，辐照温度为室温，辐照时间是0.5～3小时；

(4)辐照完成后的纳米多孔金属表面变粗糙，韧带粗化，孔隙变小，从而能提供更多的活性位点；

进一步的，所述纳米多孔金属除铜外还包括金和银。