[發明專利]納米銀負載POSS聚合物復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010097312.4
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111269577B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李攻科;張艷樹;胡玉斐
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08L83/10
• 分類號: C08L83/10;C08K3/08;C08G77/452;G01N21/65
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 盧娟

本發明涉及一種納米銀負載POSS聚合物復合材料，該復合材料是由八乙烯基POSS與5,5?二溴?2,2聯吡啶聚合反應得到的POSS聚合物、以及負載于所述POSS聚合物表面的銀納米顆粒組成。本發明還涉及所述納米銀負載POSS聚合物復合材料的制備方法和應用。本發明的納米銀負載POSS聚合物復合材料作為表面增強拉曼光譜活性基底，可用于通過SERS分析方法來快速檢測樣品中的雜環胺，實現分析速度快、靈敏度高、重現性好、SERS基底穩定性高的效果，且SERS分析過程操作簡便，具有實際應用價值。

技術領域

本發明涉及POSS聚合物技術領域，具體涉及一種納米銀負載POSS聚合物復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

表面增強拉曼光譜(SERS)具有操作簡便、分析快速、樣品需求量少、結構信息豐富、靈敏度高等優點。近年來，SERS被廣泛用于電化學和催化反應、化學和生物傳感器、生物醫學檢測等領域。傳統的金、銀納米溶膠SERS基底應用時易發生團聚，存在信號穩定性較差，且實際樣品基體復雜，納米溶膠的選擇性較差等問題。

雜環胺(Heterocyclic Amines,HCAs)是在食品加工、烹調過程中由于蛋白質、氨基酸熱解產生的一類小分子有機化合物，具有強烈的致突變作用和致癌作用，在多種動物的不同組織或器官可誘發腫瘤，包括肝臟、血管、腸道等。對于食品中雜環胺的定量分析檢測，對食品加工過程中的質量安全控制極為重要。目前對于雜環胺的檢測多以液相色譜、液相色譜-質譜聯用技術為主。但這些分析方法通常耗時長，對樣品前處理過程要求高，儀器分析時間也較長。因此，發展以SERS為檢測手段的雜環胺快速分析方法具有重要意義。

發明內容

本發明針對現有SERS基底材料的缺陷，提供一種作為表面增強拉曼光譜活性基底的納米銀負載POSS聚合物復合材料，其可用于通過SERS分析方法來快速檢測樣品中的雜環胺，實現分析速度快、靈敏度高、重現性好、SERS基底穩定性高的效果，且SERS分析過程操作簡便，具有實際應用價值。

本發明采取的技術方案為：

一種納米銀負載POSS聚合物復合材料，是由八乙烯基POSS(八乙烯基多面體低聚倍半硅氧烷)與5,5-二溴-2,2聯吡啶聚合反應得到的POSS聚合物、以及負載于所述POSS聚合物表面的銀納米顆粒組成。

其中，籠型聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane，POSS)具有穩定的籠型框架、良好的納米尺寸效應和表界面效應，可通過反應與其他有機官能團接枝，得到基于POSS的高分子多孔聚合物；本發明選擇八乙烯基POSS與5,5-二溴-2,2聯吡啶兩種單體聚合反應得到POSS聚合物，該POSS聚合物具有高穩定性、高比表面積、結構可設計性、均勻且穩定的空間結構等優點，有利于納米顆粒均勻負載在表面，從而提供熱點區域用于SERS檢測；再者，本發明選擇將銀納米顆粒固載于該POSS聚合物上，經實驗驗證，設計得到的所述納米銀負載POSS聚合物復合材料(簡稱Ag/POSS聚合物復合材料)作為SERS基底，具備高穩定性、高靈敏度、重現性好等優良性能。

具體地，所述納米銀負載POSS聚合物復合材料的制備方法包括如下步驟：

(1)制備POSS聚合物；

(2)將銀納米顆粒負載于POSS聚合物表面。

具體地，步驟(1)包括：在氮氣保護條件下，往N,N-二甲基甲酰胺溶液(DMF)中依次加入八乙烯基POSS、四(三苯基膦)鈀催化劑、碳酸鉀和5,5-二溴-2,2聯吡啶進行反應，反應結束后將產物過濾洗滌、純化、干燥，得到POSS聚合物；優選地，反應條件為：在氮氣保護條件下，100-120℃下攪拌24-72h；所述純化采取索氏提取純化；干燥條件為：60-100℃下真空干燥24-72h。