[发明专利]一种基于新型复合材料的SERS基底及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于新型复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：S1：合成核壳结构的Au@Ag NPs；S2：合成Ag NPs；S3：合成Ag NPs@CoNi‑LDH；S4：合成AgNPs@CoNi‑LDH@GO：将步骤S3制得的Ag NPs@CoNi‑LDH分散于乙醇中，加入2mg/mL的氧化石墨烯分散液，然后将混合溶液置于60℃水浴加热并剧烈搅拌2h，离心收集沉淀并用乙醇洗涤，再重新分散于乙醇中，即得Ag NPs@CoNi‑LDH@GO的乙醇分散液；S5：制备SERS基底：在模具滴涂步骤S1制得的Au@Ag NPs的乙醇分散液，风干后滴涂一层步骤S4制得的Ag NPs@CoNi‑LDH@GO的乙醇分散液，待自然风干后取下模具，即得SERS基底。该制备方法制得的SERS基底吸附能力强，可用于甲硫醚和2,4‑二叔丁基苯酚的同时快速检测。

技术领域

本发明属于异味物质检测领域，具体涉及一种基于新型复合材料的SERS基底及其制备方法。

背景技术

嗅味是全球淡水湖泊中普遍存在的问题，解决水体中难闻的味觉和气味问题是全球都在关注和努力实现的重要议题。在众多嗅味物质中，土臭素和2-甲基异冰片是被最为广泛研究的对象。β-环柠檬醛、苯酚类物质和硫醚类物质等挥发性有机物近年来也受到越来越多的关注。这些化学物质在目前的检测手段主要有训练有素的分析人员的感官评估法、气相色谱与质谱联用(GC-MS)等方法。感官评估法需要提前投入大量时间和精力来培养专门人员，且不同分析人员在进行嗅味评估时带有主观差异性，准确度较低；GC/MS联用法选择性好且准确度高，但极其耗时，且需要繁琐的样品预处理过程。因此，为了实现对异味物质高效、快速的检测，有必要使用新的检测手段。

SERS技术是一种较新的快速检测方法。当分析物被吸附在具有粗糙表面的纳米级贵金属表面时，其表面的拉曼散射信号会得到大幅度增强。不同形态与组成的拉曼基底会表现出不同的SERS性能，从而影响SERS的检测能力。纳米金与纳米银是贵金属中最为常用的拉曼基底材料，前者更易合成与控制形貌，后者的拉曼灵敏性更强。

异味物质作为易挥发的有机物质，在被贵金属基底吸附的同时，由于体系是开放，容易从材料表面脱落逃逸，使得分析物信号强度低。因此，需要开发一种具有强吸附能力和保留能力的纳米材料，以实现对异味物质更高效的富集。

双金属氢氧化物(LDH)属于金属有机框架(MOF)的一种衍生物。它在保持MOF在耐高温、易吸附等方面的优异性能的同时又具有独特的片层笼状结构，可以在吸附易挥发有机物的同时增加有机物溢出的路径阻碍，从而更好的保存易挥发有机物。一些研究者将其与纳米碳材料进行复合，已达到对有机物的更高效富集。例如Mina等人合成了CoZnAl-层状双氢氧化物/氧化石墨烯复合材料，用于亚甲基蓝的去除。

发明内容

本发明的一个目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种基于新型复合材料的SERS基底的制备方法，以实现对水中甲硫醚和2,4-二叔丁基苯酚的快速同时检测。

为了实现以上发明目的，本发明提供了一种基于新型复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：

S1：合成核壳结构的Au@Ag NPs；

S2：合成Ag NPs；

S3：合成Ag NPs@CoNi-LDH：合成Ag NPs@ZIF-67，然后将其分散在乙醇中，加入Ni(NO₃)₂·6H₂O，将混合溶液置于85℃水浴加热搅拌1h，直至溶液呈绿色，离心收集沉淀并在50℃下干燥12h，得到产物Ag NPs@CoNi-LDH；

S4：合成Ag NPs@CoNi-LDH@GO：将步骤S3制得的Ag NPs@CoNi-LDH分散于乙醇中，加入2mg/mL的氧化石墨烯分散液，然后将混合溶液置于60℃水浴加热并剧烈搅拌2h，离心收集沉淀并用乙醇洗涤，再重新分散于乙醇中，即得Ag NPs@CoNi-LDH@GO的乙醇分散液；