[发明专利]一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法

说明书

本发明提供了一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，首先以钛箔片和NaOH溶液通过在温度为200℃的水热合成反应6小时制备Ti/TiOx纳米膜，将Ti/TiOx膜浸入到AgNO₃溶液中并在波长为365nm的三用紫外分析仪紫外灯照射的条件下进行氧化还原反应2小时，从而使纳米银修饰在Ti/TiOx纳米膜中，即可得到Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底。本发明制备的Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底所用制备方法简单，设备要求不高，并且在实物检测中具有较好的灵敏度和较好的均一性、稳定性。

技术领域

本发明涉及一种SERS基底制备，尤其涉及一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备，属于表面增强拉曼散射光谱技术领域。

背景技术

在过去的几十年中，表面增强拉曼散射（SERS）凭借其高灵敏度和快速响应，被广泛应用于化学，制药，生物传感和食品安全等许多领域。目前，学术界普遍认同的SERS机理主要有物理增强机理和化学增强机理。一种是电磁场增强（EM）机理：即当一束光入射到粗糙的金属表面时，金属表面的自由电子产生表面等离子体共振效应（LSPR）引起局域电场的增强，使距离粗糙金属表面较近的分子拉曼信号大大增强；另一种是化学增强机理（CT）：即当被测分子通过化学键与拉曼活性材料结合时，在激光照射下，吸附分子与金属之间发生电荷转移，影响分子表面的电子云密度，进而引起分子极化率的改变，从而使分子的拉曼信号大大增强。目前被广泛接受的SERS理论是两种机理同时存在。SERS的产生依赖于具有SERS活性的基底，SERS活性基底经历了从金属材料到半导体材料、再到金属/半导体复合材料的发展历程，关于SERS活性基底的制备及增强机理的研究一直是人们关注的热点。

半导体纳米材料（如TiO₂和CuO等）具有无毒、廉价、易得、化学稳定及生物相容等特点，而且在某些特殊条件（如长时间放置、低温或高温等条件）下仍然具有较强的SERS增强能力；并且，半导体纳米材料是一类重要的无机功能材料，在许多领域（如光催化等）中具有重要的应用，因此基于半导体的SERS研究正逐渐引起人们的广泛关注。如中国专利号为201510693040.3，专利名称为《一种Ag/TiO₂柔性、可重复利用SERS基底及其制备方法》，具体提出了一种制备Ag/TiO₂柔性、可重复利用的SERS基底，但是实验制备Ag/TiO₂基板方案较繁琐；纳米银修饰时所用光源为氙弧灯，而氙弧灯光源的光谱自身内在稳定性比紫外灯光的光谱差；还有该SERS基底的实际检测灵敏度不高。再如中国专利号为201810556666.3，专利名称为《纳米银修饰的二氧化钛纳米片阵列SERS基底材料及其制备方法和应用》，具体制备了在碳纸表面生长TiO₂有序纳米片阵列的SERS基底虽然也是以钛箔片作为钛源进行水热合成反应，但是存在后续实验制备繁琐且实际检测灵敏度不高的问题。因此基于粗糙贵金属与半导体复合材料的SERS活性基底还有待研究。

发明内容

为了解决上述现有技术问题的不足，本发明提供了一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，该方法有效利用物理增强和化学增强，能提高SERS基底灵敏度；采用复合材料能提升基底稳定性和生物相容性，扩展应用测试对象；同时，减少了贵金属的使用量，能降低制备成本。

本发明采用的技术方案为：一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在烧杯中称量NaOH固体，并配置浓度为0.5mol/L-5mol/L的NaOH水溶液；

步骤二：将清洗并干燥好的0.5cm*0.5cm*0.1mm规格大小的钛箔片放置在预先装有体积为30mL的NaOH水溶液的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜；

步骤三：将步骤二中的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜放置在鼓风干燥箱中进行水热合成反应，获得Ti/TiOx纳米膜；