[發明專利]一種SiO2@Ag光子晶體膜的制備方法

在審

• 申請號: 201910054735.5
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109655444A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 程琳;錢昊;汪圳融;李小云
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B22F1/00;B22F9/24;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

本發明涉及一種SiO₂@Ag光子晶體膜的制備方法，所述SiO₂@Ag光子晶體的尺寸為200nm?800nm，Ag顆粒的大小為5?45nm；SiO₂@Ag光子晶體呈矩陣式排列形成膜結構。本發明的SiO₂@Ag光子晶體膜，形貌可控、分散性良好、粒徑均一、穩定性高，SiO₂@Ag光子晶體膜作為SERS基底，由于檢測農藥殘留污染物具有高的靈敏度、優異的重復性和信號穩定性等特點，在環境檢測領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于貴金屬納米材料領域，具體涉及一種SiO₂@Ag光子晶體膜的制備方法。

背景技術

拉曼光譜具有抗干擾能力強、無損檢測、不需要特殊制備樣品、不受水和溶劑的干擾等 諸多優點，在化學、生物和環境等監測分析上有重要應用。貴金屬納米材料，具有獨特的能 級結構，能夠發生表面等離子體共振，產生局域增強的電磁場，使吸附在其表面的分子的拉 曼信號大幅度增強。因此，貴金屬常用來作表面増強拉曼散射的基底。表面增強拉曼散射能 使樣品的拉曼散射強度増強幾個數量級，合適的基底是實現表面增強拉曼的重要前提。目前， 研究比較多的金、銀作為拉曼基底存在增強拉曼＂熱點＂分布無規律，重復性不好的缺點。 因此，亟需制備出貴金屬納米有序陣列作為拉曼基底來產生穩定的拉曼信號。但是，貴金屬 納米陣列的制備存在制備過程復雜及成本高的缺點，限制了它們的廣泛應用。

光子晶體在空間上可負載大量的貴金屬納米顆粒，周期性排列使貴金屬納米顆粒規律排 布，增加了基底的重復性。而且，周期性結構中存在很多縫隙，入射光激發等離子體基元會 被這些縫隙捕獲，在縫隙處產生強的電磁場，能很大程度增強SERS效應。因此，開發成本低 廉、簡便的制備均勻、穩定的拉曼活性基底的方法具有重要的科學意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有分散性良好、粒徑均一、拉曼活性穩定的SiO₂@Ag光子晶 體膜，并提供其制備方法。

為了實現上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種SiO2@Ag光子晶體膜的制備方 法，包括以下步驟：

步驟一，氨水用蠕動泵以恒定速率滴加到正硅酸四乙酯的乙醇溶液中，反應1～2h，離心 分離，得到SiO₂納米微球；

步驟二，將十四烷基三甲基溴化銨(TTAB)加入到步驟一制備的SiO₂納米微球的水溶液混 合攪拌均勻，形成混合溶液；

步驟三，將銀-氨溶液加入到步驟二的混合溶液中靜置處理，隨后轉入恒溫油浴的超聲裝 置中反應1～4h，離心洗滌，制得SiO₂@Ag納米微球。

步驟四，將載玻片清洗干凈烘干備用，在燒杯中配制一定濃度的SiO₂@Ag分散液，超聲 處理至分散均勻后，垂直插入基片放入恒溫的真空干燥箱中，靜置組裝即得到SiO₂@Ag光子 晶體膜。

作為優選，所述步驟一中氨水的濃度為2～10mol/L。

優選地，所述步驟一中正硅酸四乙酯和乙醇的體積比為1：6～1:12，氨水和乙醇的體積 比為1:6～1:10。

具體地，所述步驟一中氨水用蠕動泵以1～7rpm的速率滴加到正硅酸四乙酯的乙醇溶液 中。

進一步地，所述步驟二中所取步驟一中SiO₂納米微球與TTAB的質量比為1:100～1:50。

具體地，所述步驟三中銀氨溶液取硝酸銀0.01g～0.1g，氨水的濃度為3mol/L～14.5mol/L 配置而成。

優選地，所述步驟三中銀氨溶液和步驟二中的混合溶液體積比為1:60～1:20。