[發明專利]一種基于柔性壓電薄膜負載納米Ag自供能SERS基底及應用

有效

• 申請號: 202010133719.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111208113B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 安琪;韓平;張以河;殷輝;李海濤
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）;北京農業質量標準與檢測技術研究中心
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

本發明屬于材料化學技術領域，具體涉及一種基于PVDF?hfp/rGO?PEI柔性復合壓電薄膜負載納米Ag型自供能SERS基底，并進一步公開其在微量農藥殘留檢測領域中的應用。本發明所述SERS基底，以所述PVDF?hfp/rGO?PEI柔性壓電復合多孔薄膜為基底材料，并以AgNO₃和N₂H₄·H₂O為原料，通過氧化還原反應在其表面上均勻的生成一層Ag納米粒子層。本發明所述SERS基底將表面增強拉曼技術與柔性發電復合多孔薄膜相結合，實現了電壓促進SERS基底的一體化，所得自供能SERS基底有較好的發電和保壓性能，應用更加廣泛，可以有效地檢測微量農藥的殘留。

技術領域

本發明屬于材料化學技術領域，具體涉及一種基于PVDF-hfp/rGO-PEI柔性復合壓電薄膜負載納米Ag型自供能SERS基底，并進一步公開其在微量農藥殘留檢測領域中的應用。

背景技術

表面增強拉曼光譜(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)是指當分子被吸附到某些粗糙的金屬，如金、銀或銅的表面時，其拉曼譜線強度得到極大的增強的現象，可以提供分子結構特征和物質組成信息，是一種具有極高表面檢測靈敏度的振動光譜技術。由于其具有超高增強效果，且檢測條件溫和，無需樣品前處理等特點，SERS技術很好的克服了傳統檢測方法檢測過程繁瑣的缺點，同時也能夠達到較高的檢測精度和穩定性，已被廣泛地應用于環境污染物、生物醫藥、化學反應監測等各個領域，也為快速測定低濃度農藥提供了一種有效方法。在SERS檢測技術中，SERS基底的性能對其具體應用及效果具有關鍵的作用，而致力于開發新的功能性SERS基底材料對于SERS技術的發展具有積極的意義。

壓電材料是指受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓的晶體材料，起源始于1880年，由法國物理學家P.居里和J.居里兄弟發現，把重物放在石英晶體上，晶體某些表面會產生電荷，電荷量與壓力成比例，這一現象被稱為壓電效應。壓電復合材料則是指由熱塑性聚合物與無機壓電材料所組成的壓電材料，又稱復合型高分子壓電材料，其兼具無機壓電材料優良壓電性和高分子壓電材料的優良加工性能，而且不需要進行拉伸等處理，即可獲得壓電性，而這種壓電性在薄膜內無各向異性，故在任何方向上都顯示出相同的壓電性。近年來，壓電復合材料之所以發展迅速，主要是因為其兼具基底和填料的長處，還可能產生一些特殊的性能。如聚合物基底材料具有很好的柔韌性以及良好的加工性能，易于成型，而加入適當的填料可以增強材料的強度，同時對填料進行合適的改性能夠使其具有更多的官能團，增加與基體的相容性。

石墨烯是由英國曼徹斯特大學的海姆(A.Geim)和諾沃肖洛夫(K.Novoselov)在2004年通過微機械剝離法得到的一種蜂窩狀平面薄膜，它是一種單層碳原子面材料，厚度只有0.335nm，具有十分良好的強度、導電、導熱、光學特性，被稱為新材料之王，在計算機、材料學、航空航天、物理學等領域得到了長足發展。

如何增強石墨烯與聚合物基體的相容性，進而將表面增強拉曼技術與柔性發電復合多孔薄膜予以結合，實現了電壓促進SERS基底的一體化，是一項全新的研究課題，并具有廣泛的應用前景。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于PVDF-hfp/rGO-PEI柔性復合壓電薄膜負載納米Ag型自供能SERS基底，通過將SERS技術與柔性發電復合多孔薄膜相結合，實現了電壓促進SERS基底的一體化；

本發明所要解決的第二個技術問題在于提供一種基于所述自供能SERS基底進行微量農藥殘留檢測的方法。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種基于柔性壓電薄膜負載納米Ag自供能SERS基底的制備方法，包括如下步驟：

(a)制備PVDF-hfp/rGO-PEI柔性壓電復合多孔薄膜，并將其置于NaCl溶液中，干燥，備用；