[發明專利]一種可用于農殘檢測且能循環利用SERS基底的制備方法

在審

• 申請號: 201910613444.5
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110376178A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉雙雙;陳全勝;江瀾;焦天慧;呂馮婧
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可用于農殘檢測且能循環利用SERS基底的制備方法，利用水熱合成法在鈦片表面制備了TiO₂納米纖維，利用光還原法在TiO₂納米纖維上還原了銀納米顆粒，通過TiO₂的光催化降解作用實現農殘的降解，從而達到SERS基底的循壞利用，本發明所合成的可循環SERS基底與前人所合成的光催化可循環基底相比，極大的縮短了可循環SERS基底的合成時間，減少了合成所用的化學試劑，在應用方面，將該可循環SERS基底用于農殘的非特異性檢測，可顯著降低檢測時間及檢測成本。

技術領域

本發明涉及表面增強拉曼光譜和光催化的技術領域，尤其是一種可用于農殘檢測且能循環利用SERS基底的制備方法，通過二氧化鈦和銀納米顆粒的電荷轉移和局域電場增強實現拉曼信號的增強，通過二氧化鈦的光催化作用降解吸附在SERS基底上的農藥。利用SERS進行檢測，利用光催化降解，從而實現SERS基底的可循環利用。

背景技術

表面增強拉曼散射(surface enhancement Raman scattering,SERS)是拉曼散射的發展與延伸，其利用金、銀等貴金屬納米顆粒作為SERS基底，通過化學增強和物理增強機理增強待分析物的拉曼信號，使拉曼散射可檢測單分子層甚至亞單分子層的物質，即在分子水平給出關于物質結構的豐富信息。但是，樣品的SERS信號極其依賴于SERS基底的形狀、大小、聚集度。目前為了增強SERS信號的穩定性和靈敏性，不同形貌、大小、狀態的單貴金屬、多貴金屬以及貴金屬與半導體復合的SERS基底相繼被研發報道。

雖然目前報道的SERS基底具有良好的穩定性和增強效果，但是基本上都是一次性使用，并且由于納米顆粒的自發聚集，致使其不能長期存放。這就導致了SERS基底的使用成本高、局限性大。除此之外，目前使用的SERS基底的制備工藝復雜、耗時長、所用的試劑多，化學污染較為嚴重。

由于SERS基底的制備成本高，一次性使用導致資源浪費，因此在近兩年，有許多關于可循環利用SERS基底的報道。其循環利用的原理可分為以下幾種：一清洗型可循環利用基底，Ho Yeon Son于2017年報道了一種金硅混合微球，利用NaOH清洗吸附在材料表面的結晶紫，從而實現對負載金納米的二氧化硅微球基底的循環利用，可循環利用4次，檢測限為10^-8M；二熱分解可循環利用基底，Xiang Zhang在2017年利用石墨烯包裹了金納米從而防止金納米聚集，通過高溫處理降解吸附在增強劑上的待測物分子，從而實現SERS基底的可重復利用，可循環利用16次，對羅丹明6G的檢測限可達10^-5M；三超疏水可循環利用基底，YukunGao于2018年報道了一種超疏水的Ag NPs-Cu(OH)₂納米針陣列基底，以結晶紫和羅丹明為探針分子，在沒有任何清洗的情況下，信號強度波動很小，可重復利用6次，被用來檢測牛奶和蘋果汁中的三聚氰胺，檢測限約為0.1ppm；四光催化可循環利用基底，Kaichen Xu在2018年以CuO/Cu₂O雜化納米結構為骨架，對其熱氧化后蒸鍍上銀納米顆粒，通過三元Ag/CuONWs/Cu₂O復合材料的光催化作用降解待測物，實現SERS基底循環利用，可重復利用7次以上。然而，前三種可循環SERS基底雖能重復利用，但是合成過程復雜，再生過程耗能大、耗時長，沒有很好的應用價值。

發明內容

本發明針對現有技術中SERS基底目前存在的問題，設計并合成了一種可用于農殘檢測且能循環利用SERS基底的制備方法，本發明合成的光催化可循環利用的SERS基底制備方法簡單、成本低、性質穩定、使用時可根據需求剪成任意尺寸。

一種可用于農殘檢測且能循環利用SERS基底的制備方法：將干凈的鈦片和氫氧化鈉水溶液加入到高壓反應釜中，通過水熱法在鈦片表面合成了具有三維立體網狀結構的二氧化鈦納米纖維膜；通過還原法在二氧化鈦納米纖維膜的表面還原貴金屬納米顆粒，獲得負載了貴金屬納米顆粒的二氧化鈦SERS基底。