[發明專利]一種表面增強拉曼光譜復合基底的制備方法

無效

• 申請號: 201310432834.5
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103512875A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 肖湘衡;戴志高;梅菲;鄭俊豐;李文慶;任峰;蔣昌忠
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

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技術領域

本發明屬于納米材料和儀器分析領域，涉及一種表面增強拉曼光譜復合基底的制備方法。

背景技術

隨著表面增強拉曼散射（SERS）效應的發現與研究進展，SERS成為痕量檢測的一種重要方法，這一技術廣泛應用于研究了腐蝕、催化的中間產物，金屬及熱分解過程，毒品的鑒定，蔬菜水果表面農藥的殘留的檢測，墨跡中微量成分的分析，甚至被用來做單分子檢測。在SERS效應中，活性基底對增強效應起關鍵作用。研究發現，表面粗糙化處理之后的金、銀等少數金屬才具有高SERS?活性，并且活性基底的粗糙度對SERS效應的影響起著至關重要的作用，因此基底的制備對SERS的研究來說具有重要意義。

一種普遍的構建SERS活性基底方式是在溶液中或者電介質表面使用Ag納米顆粒。在可見光區域，一般采用Ag作為SERS基底元素，因為其比Au有高達2數量級的增強。然而，使用Ag作為基底也伴隨著嚴重的弊端，如：化學穩定性和生物應用。Ag容易在空氣或水中氧化或硫化，這將降低其SERS活性和化學穩定性。其次，Ag比Au更差的生物相容性，當接觸水的時候，不可避免地形成Ag陽離子，可以攻擊或降解生物大分子。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種化學性質穩定的表面增強拉曼光譜基底的制備方法。

本發明為解決上述技術問題，采用Ag納米陣列與單層石墨烯復合基底。制備方法具體如下：

（1）??????采用液面自組裝的方法在硅片上制得單層排列的聚苯乙烯微球掩模板；

（2）??????利用真空鍍膜機，在聚苯乙烯微球掩模板上先蒸鍍Cr納米膜，再蒸鍍?Ag納米膜，然后置于氯仿中溶解去掉聚苯乙烯微球，洗滌；

（3）??????采用化學氣相沉積法在Cu箔上生長單層石墨烯，在所生長的石墨烯上涂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），并加熱固化，然后用化學刻蝕的方法將Cu箔腐蝕去掉，洗滌；

（4）??????將（3）制備的單層石墨烯轉移至（2）制備的納米陣列上，烘干，確保石墨烯與基底之間結合，放入丙酮溶液，將甲基丙烯酸甲酯溶解，并用氮氣吹干，即得表面增強拉曼光譜復合基底。

作為一種優選或具體化，

步驟（1）中，所制備的聚苯乙烯微球的直徑為200nm-1000nm?，如460??nm。

步驟（2）中，在聚苯乙烯微球掩模板上先蒸鍍10?nm?Cr薄膜，再蒸鍍50?nm?Ag薄膜，Cr?薄膜和Ag薄膜的沉積速率是3?nm?min^-1。

步驟（2）中，聚苯乙烯微球掩模板鍍Cr膜和Ag膜后，在氯仿中超聲20秒鐘，靜置10分鐘，可去掉聚苯乙烯微球。

步驟（3）中，所用的Cu箔在化學氣相沉積前，經過化學機械拋光處理，保證表面干凈，平整。

步驟（3）中，Cu箔上生長石墨烯并堅膜后，放到氯化鐵溶液中，可將Cu箔腐蝕掉。

步驟（3）中，?CVD方法生長石墨烯的溫度為1020℃，在CH₄和H₂的混合氣體氣氛中生長，并且流量分別為35sccm(標準毫升/分鐘)和6sccm(標準毫升/分鐘)。

步驟（3）中，在石墨烯上涂PMMA后，在120℃，保溫30分鐘，使PMMA固化。

步驟（4）中，將（3）制備的單層石墨烯轉移至（2）制備的納米陣列上，然后要在在50℃下保溫30分鐘，確保石墨烯與基底之間緊密結合。

本發明方法具有以下幾種獨特優勢，主要表現在：（1）采用液面提取法制備SERS貴金屬納米陣列，大面積有序，且對設備要求低；（2）采用CVD技術可方便在Cu箔制上得大面積單層高質量石墨烯；（3）將Cu箔上的石墨烯轉移到SERS貴金屬納米陣列上，復合方式簡單易操作；（4）制備的SERS復合基底具有良好的化學穩定性。?

附圖說明

圖1?實施例1制備的Ag納米陣列SERS基底在空氣中放置30天后SEM圖片。

圖2?實施例2制備的復合SERS基底在空氣中放置30天后SEM圖片。

圖3?實施例1制備的Ag納米陣列SERS基底在空氣中放置30天后XPS譜線（譜線1），實施例2制備的復合SERS基底在空氣中放置30天后XPS譜線（譜線2）.