[發明專利]MOFs-貴金屬有序復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910482823.5
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110054791B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 何璇;劉渝;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J7/06;C08G83/00;G01N21/65;C23C14/35;C23C14/16
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 龔海月

本發明公開了一種MOFs?貴金屬有序復合材料及其制備方法和應用，制備方法包括：步驟一、利用磁控濺射儀器在模板材料上濺射金納米層；步驟二，把鍍金的基底浸泡在4?MBA溶液中，通過自組裝形成S?金鍵使4?MBA原位生長在金納米層表面；步驟三，將功能化4?MBA的基底浸泡在醋酸銅乙醇溶液中，步驟四，將基底取出并浸泡在BTC乙醇溶液中，重復步驟三、步驟四可得到層層法生長的有序CuBTC膜材料；步驟五，在CuBTC膜材料上濺射銀納米顆粒，獲得的復合材料作為用于痕量毒害物質檢測的MOFs@貴金屬表面增強拉曼散射基底。本發明提供的MOFs?貴金屬有序復合材料的制備方法簡單有效，工藝穩定，靈敏度高。

技術領域

本發明涉及一種復合材料基底，具體涉及一種用于痕量毒害物質檢測的MOFs-貴金屬有序復合材料及其制備方法和應用，該MOFs-貴金屬有序復合材料也可稱作MOFs@貴金屬表面增強拉曼散射基底。

背景技術

SERS技術是一種新型的痕量分析技術，它可以將待測物信號放大104-1014倍，甚至實現超痕量的單分子探測。且該技術具有樣品無需預處理，檢測速度快，可透過玻璃等透明器皿檢測的強大能力，被圣地亞國家實驗室定位為未來重點突破和持續推進的先進技術。SERS的增強效應主要有物理增強和化學增強。傳統的SERS基底主要有金、銀、銅等貴金屬材料，然而，單一的貴金屬材料已經不能滿足SERS基底的設計要求。復合材料由于其綜合性能突出，近年來受到熱捧。將復合材料用作SERS基底也是研究熱點之一，如銀納米和聚(苯乙烯-丙乙烯)復合材料，銀納米和氧化石墨烯復合材料，銀納米和氧化鋅復合材料等。雖然這些復合材料可以使SERS性能更加穩定，但在有機小分子的檢測，如炸藥的痕量檢測方面仍面臨巨大挑戰。

金屬有機框架結構(MOFs)是一類由金屬離子與有機配體鏈接形成的納米功能材料，由于其具有可調節的孔洞結構和良好的光學性質，在化學傳感領域具有非常廣闊的應用前景。正因MOFs具有良好的光學性能、高的比表面積和良好的吸附性能，使其在作為SERS基底方面有巨大的潛力，李攻科等報道了MIL-101作為SERS基底用于檢測對苯二胺和甲胎蛋白，王靜等報道了UiO-66和MOF-199作為SERS基底其增強效應能穩定存在40天以上。但是，目前報道的基底大都為粉末或者無規則薄膜，目前利用MOFs作為有序的陣列基底材料的報道還不多見。

發明內容

本發明旨在將MOFs引入SERS傳感領域，克服現有技術的缺陷，提供一種有序生長在模板陣列上的MOFs陣列基底，該有序陣列制備方法簡單，工藝穩定，靈敏度高，選擇性好，為有毒有害小分子的痕量SERS傳感探測提供一個性能優異的多孔復合材料。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種MOFs-貴金屬有序復合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、利用磁控濺射儀器，首先在模板材料上濺射均勻的金納米層，得到鍍金的基底；

步驟二，把鍍金的基底浸泡在4-巰基苯甲酸(4-MBA)溶液中一段時間，通過自組裝形成S-金鍵使4-巰基苯甲酸(4-MBA)原位生長在金納米層表面，得到功能化4-MBA的基底；

步驟三，將功能化4-MBA的基底浸泡在醋酸銅(CuAc)乙醇溶液中；

步驟四，將經步驟三處理的基底取出后浸泡在BTC乙醇溶液中；

重復步驟三和步驟四可得到層層法生長的有序CuBTC膜材料；

步驟五，在獲得有序CuBTC膜材料上通過磁控濺射銀納米顆粒，獲得MOFs-貴金屬有序復合材料。

在步驟一中，利用磁控濺射儀器濺射金納米層的操作中，濺射條件優選為：電流10mA，濺射時間1min-4min。