[发明专利]基于Mxene-Au三维微纳结构的水中微量物质SERS微流检测芯片的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于Mxene‑Au三维微纳结构的水中微量物质SERS微流检测芯片的制备方法，第一步，材料准备；第二步，Ti₃C₂Tx的合成；第三步，Ti₃C₂Tx薄膜微流控芯片制备；第四步，MXene‑Au NPS复合微纳结构微流控SERS芯片；第五步，SERS检测；本发明专用于检测水中浓度极低的污染物成分，具有成本低、结果精准且操作过程简洁的特点，能对水中浓度极低的环境污染因子进行快速、精确检测，以解决传统的微流控检测芯片存在的空间利用率低、无法为贵金属颗粒提供附着位点，对拉曼探针分子的吸附能力弱的问题。

技术领域

本发明涉及用于检测水中污染物成分的微流控平台制备技术领域，具体涉及到一种基于Mxene-Au三维微纳结构的水中微量物质SERS微流检测芯片的制备方法。

背景技术

随着国内的经济腾飞，城市化进程也在同步的加速前进，城市中人口急剧增加，这便意味着由于人口所带来的问题在不断地放大，环境污染问题变得越来越严峻。环境污染物极大地影响了居民的生活，降低了居民的生活幸福指数，而且环境污染物成分中含有贵金属、苯类、还有大量的农药残留等有毒物质，在一定程度上威胁到了居民的身体健康，因此对环境污染物的及时检测以及处理势在必行。目前国内外已有的环境污染物检测手段有气相色谱/质谱(GC/MS)、多维气相色谱(MDGC)和气相色谱-氧检测器(GC-O)等比较精准的感官-仪器联用方法，但这类检测成本普遍较高且检测过程复杂，难以做到及时监测；因此找到一种能够有效检测到浓度极低的环境污染因子，同时成本不高的检测方法至关重要。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种专用于检测水中污染物成分的SERS 微流检测芯片的制备方法，具有成本低、结果精准且操作过程简洁的特点，能对水中浓度极低的环境污染因子进行快速、精确检测，以解决传统的微流控检测芯片存在的空间利用率低、无法为贵金属颗粒提供附着位点，对拉曼探针分子的吸附能力弱的问题。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种基于Mxene-Au三维微纳结构的水中微量物质SERS微流检测芯片的制备方法，包括以下步骤：

第一步，材料准备；

质量浓度为99.8％的Ti₃AlC₂、体积浓度为98％的氟化锂溶液、体积浓度为35-38％的HCl、4mMol/l的四氯金酸、体积浓度≥99.5％的无水乙醇、电阻率为18.2mω·cm^-1的蒸馏水；

第二步，Ti₃C₂Tx的合成；

在室温状态下，量取20mL体积浓度为35-38％的HCl，于聚四氟乙烯容器的内胆中，再向里加入1g体积浓度为98％的氟化锂溶液，将其置于磁力搅拌器上直至完全溶解，制成蚀刻剂；

称取1g质量浓度为99.8％的Ti₃AlC₂粉末逐渐加入上述蚀刻剂中，蚀刻过程在55℃下运行24小时；然后，通过3—5次离心循环用超纯水洗涤上述混合物至上清液达到pH≥6后获得Ti₃AlC₂浆液；之后将Ti₃AlC₂浆液在N₂气下进行超声处理4小时；最后，将上述Ti₃AlC₂浆液以1500rpm的速度离心并收集分散良好的Ti₃C₂Tx分散体原溶液；在已经制备的原溶液的基础上，将原溶液再次超声4小时，然后再以1500rpm的转速离心2小时后，取上清液；