[發明專利]一種石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片的制備方法

有效

• 申請號: 201210472381.4
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102914500A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 孫立國;曹曉儉;鄭梅青;汪成;張艷紅
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/65
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及一種表面增強拉曼光譜基片的制備方法。

背景技術

近幾十年來，表面增強拉曼效應(SERS)在材料和分析科學中形成了一個非常活躍的研究領域，其在電化學、生物傳感技術、環境分析以及遠程遙控幾個方面取得了越來越廣泛的應用，故制備良好的活性基底是獲得高效應表面增強拉曼散射的關鍵。目前常見的SERS活性體系有金屬活性電極、貴金屬膠體、金屬活性島膜。其中貴金屬膠體襯底制作費用較低增強效果較好，被廣泛的研究和應用。貴金屬的選擇一般有Ag、Au、Cu以及Fe、Ni等，其中以Ag增強效果最好，但Ag化學性質比較活潑，在制備過程中難以控制銀納米粒子的尺寸及形狀，這樣就使體系的控制、實驗重復變得比較困難，使定量研究SERS效應受到很大的限制。相較而言，Au納米粒子的增強性雖然比Ag小，但Au易制備單分散的各種尺寸分散液，同時形狀也容易控制，故也被廣泛的應用于SERS基底制備中。但是現有貴金屬表面增強拉曼光譜基片的金納米粒子利用不充分，并且貴金屬比較昂貴，貴金屬基底比較少。所以，以金納米粒子為基礎形成的納米復合材料具有著非常廣闊的應用前景和研究意義。

發明內容

本發明是要解決現有貴金屬表面增強拉曼光譜基片的金納米粒子利用不充分以及貴金屬基底匱乏的問題，提供了一種石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片的制備方法。

本發明的一種石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片的制備方法，是按以下步驟進行的：

一、制備氧化石墨烯水溶液：在錐形瓶中加入1.2g磷片石墨，在溫度為0～4℃的冰浴下加入55～65ml質量百分含量為98％的H₂SO₄和6.7～8ml質量百分含量為85％的磷酸，然后加入8～12gKMnO₄，反應1.5～2.5h，移入溫度為35℃水浴反應20～24h，然后加入250～300ml去離子水，10～15min后加入30～35ml質量百分含量為25％～30％的雙氧水，即得干凈氧化石墨烯，然后超聲分散在水溶液中，即得氧化石墨烯水溶液，其中制備過程中持續攪拌；

二、配制質量百分含量為0.4％～0.6％的四氯金酸水溶液并冷卻至3～4℃，配制質量百分含量為1％～1.5％的檸檬酸鈉水溶液，配制質量百分含量為0.1％～0.15％硝酸銀溶液；

三、在三頸瓶中加入900～950mL去離子水，加熱至回流，然后向已回流的三頸瓶中分別加入步驟一和步驟二配制的溶液，加入順序為四氯金酸水溶液、氧化石墨烯水溶液、硝酸銀溶液和檸檬酸鈉水溶液，在攪拌條件下回流反應1～1.5h后，將溫度降至室溫，然后在3000rad/min的條件下用去離子水離心洗滌5～15min，進行冷凍干燥，即得石墨烯/金復合材料；其中四氯金酸水溶液與氧化石墨烯水溶液質量比為(35～37)∶1，四氯金酸水溶液與檸檬酸鈉水溶液體積比為(19～21)∶(20～20.5)，四氯金酸水溶液與硝酸銀溶液體積比為(20～21)∶(1.7～1.8)；

四、將步驟三所得的石墨烯/金復合材料溶于溶劑中，配制石墨烯/金復合材料質量百分含量為0.1％～0.5％的石墨烯/金復合材料溶液，然后在超聲頻率為80～90kHz的條件下進行3～4次超聲處理，每次間隔2～3h，每次超聲時間15～30min，即得到石墨烯/金復合材料懸浮液；

五、將基片浸入質量百分含量為98％硫酸中24～48h，然后用去離子水沖洗干凈，用高純氮氣將沖洗干凈的基片吹干，然后垂直立于步驟四得到的石墨烯/金復合材料懸浮液中，待懸濁液體積減少70％～80％時取出基片，即得石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片。

本發明的石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片改善金納米粒子的重復利用性，使成本降低，并且由于金納米粒子附著于石墨烯片層表面，因此石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片同時具有石墨烯的三維堆垛立體結構和金納米粒子對表面拉曼效應的強烈增強效應兩大優點，使得該復合材料具有對表面拉曼光譜更好的增強性。

附圖說明

圖1為試驗1所得到的石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片SEM圖；

圖2為試驗1所得到的石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片TEM圖；

圖3為試驗1所得到的石墨烯/金表面增強拉曼光譜基片的拉曼光譜圖。

具體實施方式