[发明专利]一种纳米二氧化锡/碳基点/纳米银表面增强拉曼基底的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米二氧化锡/碳基点/纳米银表面增强拉曼基底的制备方法，把纳米二氧化锡/碳基点纳米材料和银离子溶于水中，搅拌状态下加入稀氨水调pH至弱碱性后再加入还原剂葡萄糖，即可制备纳米二氧化锡/碳基点/纳米银复合材料。本发明制备方法简单便捷，无污染，且反应迅速具有很强可操作性。所得纳米二氧化锡/碳基点/纳米银复合材料由于其表面碳基点具有大量含氧官能团从而在水中具有良好的分散性。该复合材料作为更为优异的表面增强拉曼基底不仅具有贵金属纳米粒子所具有的电磁增强效果，而且复合半导体材料具有一定的化学增强效应，同时其表面的碳材料可通过静电吸附和π‑π作用吸附苯系物，可用于表面增强拉曼检测。

技术领域

本发明属于表面增强拉曼基底的制备领域，一种纳米二氧化锡/碳基点/纳米银表面增强拉曼基底的制备方法。

背景技术

表面增强拉曼光谱是Fleischmann等人在1974年粗糙银电极表面上发现的，其作为一种新颖的检测技术克服了拉曼光谱信号弱的特点，同时可提供分析物独特的振动指纹信息，适用于无损检测与原位检测，可在分子水平上提供待测物分子的结构信息。表面增强拉曼光谱技术不仅已用于多种生物、化合物的痕量检测与监控，而且在环境监测、表面科学、分析科学、材料科学等领域也有广泛的应用。目前对于表面增强拉曼光谱的研究集中于基底制备和机理研究。基底方面：制备具有高灵敏、高增强因子的表面增强拉曼活性基底对于分析物检测是必要的。机理方面表面增强拉曼的增强机理研究仍没有定论，但物理增强机理和化学增强机理是学术界普遍认同的两种拉曼增强机制。

物理增强机制是从光电磁场角度分析，即一束光入射粗糙金属表面时，会引起金属基底局域电场的增强，从而使金属表面吸附分子拉曼信号增强。以金、银贵金属纳米粒子为例，它们在可见光频段内能发生表面等离子体共振从而增强表面吸附分子的拉曼信号。因此金属纳米结构修饰的表面增强拉曼活性基底引起了广泛的关注。近期，不少工作者将贵金属纳米结构与碳纳米材料复合，制备具有优良表面增强拉曼活性的杂化材料，复合碳纳米结构一方面可稳定金属纳米粒子，另一方面可制造更多的电磁“热点”以增强拉曼信号。化学增强虽相比物理增强效果更弱，但是亦不可忽视，化学增强机制更多的是由于吸附物与基底之间相互作用导致。目前各研究人员着眼于制备既具有物理增强又具有化学增强效果的表面增强拉曼基底材料，多数为在半导体表面沉积贵金属纳米粒子或用半导体包裹贵金属纳米粒子以得到复合材料用于表面增强拉曼研究，但用半导体材料包裹贵金属纳米粒子会削弱材料电磁增强效果，而贵金属纳米粒子在半导体上的沉积亦会影响其化学增强效果。因此合成一种优良的贵金属/半导体纳米复合材料，并通过二者的协同作用使待测物得到更灵敏的拉曼信号是研究的重点。本发明制备的纳米二氧化锡/碳基点具有电荷转移性质从而有一定的表面增强拉曼活性，而纳米银具有优良的电磁增强效应。本发明将纳米二氧化锡/碳基点材料与银纳米粒子复合可制备同时具有物理增强和化学增强的高灵敏表面增强拉曼活性基底，这是因为纳米二氧化锡和纳米银中间存在薄层碳基点，吸附待测物分子实现纳米二氧化锡和纳米银拉曼增强的协同作用。此高灵敏表面增强拉曼活性基底对于分析物的痕量检测和拉曼机理研究均有一定的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有材料的不足，提供一种纳米二氧化锡/碳基点/纳米银表面增强拉曼基底的制备方法，该方法操作简单、成本低廉、反应迅速、条件温和。所获得的纳米二氧化锡/碳基点/纳米银复合材料相比单独银纳米粒子、单独纳米二氧化锡纳米粒子、纳米二氧化锡/碳基点复合材料具有更为优良的拉曼信号，可用于待测物的痕量检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纳米二氧化锡/碳基点/纳米银表面增强拉曼基底的制备方法，包括以下步骤：

（1）纳米二氧化锡/碳基点材料的合成：用碱调节碳基点溶液pH≥7，再向其中加入纳米二氧化锡，得混合溶液，然后将混合溶液超声剥离后以小转速离心收集上清液，再将上清液以大转速反复离心至上清液澄清，收集沉淀，将沉淀重新分散于水中即得到纳米二氧化锡/碳基点材料；