[发明专利]超疏水表面SERS基底的制备及产品和应用

说明书

本发明涉及到一种超疏水表面SERS基底的制备及产品和应用，将硅片/玻片基底清洁处理，通过加入适量酸溶液调整质量比范围为1：1.1‑1:1.4的硝酸锌和六亚甲基四胺混合溶液的pH值至5.4‑6.2后；将处理的基片放入其中，在80‑100℃条件下油浴反应后取出，乙醇清洗后在50℃下烘干；将烘干的基底放入磁控溅射系统，沉积一定厚度的金/银纳米薄膜，即可获得有超疏水表面结构的SERS基底。本发制备的超疏水SERS基底可以在无需额外清理的条件下用于不同分子的快速检测，对SERS基底在实际环境中的应用具有重要意义。

技术领域

本发明属于表面分析和纳米结构制备领域，具体涉及到一种超疏水表面SERS基底的制备及产品和应用。

背景技术

SERS（Surface-enhanced Raman scattering）中文意义为表面增强拉曼散射。SERS技术能够用极低浓度的分子探测，因而在环境监测、食品安全、生物医药等领域具有广泛的应用。基于贵金属粒子的SERS基底制备技术近些年得到了快速发展，不同金、银纳米颗粒及复合结构的成功制备，有效提升了SERS基底的灵敏度；制备技术的发展，使得大面积均匀的SERS基底制备成为可能。但SERS基底实际检测过程中，表面会有待检测分子的残留，会影响SERS基底再次使用时的“指纹”识别特征。基于此，具有自清洁能力的疏水表面在SERS基底制备中开始受到关注。

朱利等在ZL2016101279548中提供了一种疏水表面固相单层均匀SERS基底的制备方法，主要是通过将疏水材料硅烷化后再沉积上金属纳米颗粒，该方案主要改进了金属颗粒在疏水材料表面分布不均匀问题。

而在文献报导中，不少研究人员开始将仿生结构疏水表面与SERS基底制备结合起来，极大促进了可回收SERS基底的发展。王等采用激光烧蚀的方法在硅基底上构建疏水结构后沉积银纳米薄膜，获得的具有低黏附性超疏水表面的SERS基底，可探测浓度低至10^-14M的罗丹明6G溶液,在乙醇溶液中浸泡后即可重复使用（Low-adhesive superhydrophobicsurface-enhanced Raman spectroscopy substrate fabricated by femtosecond laserablation for ultratrace molecular detection，J. Mater. Chem. B, 2017,5, 777-784）。高等采用电化学沉积法，在铜箔上制备了具有疏水结构的Cu(OH)₂纳米针阵列，在吸附了银纳米颗粒进一步修饰后，获得了具有再次使用前免洗特性的SERS基底。(Superhydrophobic “wash free” 3D nanoneedle array for rapid, recyclable andsensitive SERS sensing in real environment, Sensors and Actuators B 267(2018) 129–135)。

但上述制备的疏水表面SERS基底的技术方案，制备工艺复杂、可重复性较差，在批量生产和大范围内使用上存在较多问题。

发明内容

针对超疏水表面SERS基底制备技术工艺复杂、可重复性差的问题，本发明的目的在于提供一种超疏水表面SERS基底的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的超疏水表面SERS基底产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种超疏水表面SERS基底的制备方法，通过在硅片/玻璃基底表面构建纳米结构ZnO形成疏水表面后溅射金/银纳米薄膜的方式得到超疏水表面SERS基底，包括如下步骤：

1）对硅片/玻璃片基底进行清洗及预处理，具体包括：用丙酮、乙醇、去离子水依次超声清洗后在浓盐酸浸泡，取出后用去离子水冲洗干净，氮气枪吹干；