[發(fā)明專(zhuān)利]Cu2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010543191.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111678905A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋學(xué)森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島峰巒新材料科技有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/65
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/65;C01B32/184;C01G3/02;B22F9/24;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
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本發(fā)明涉及一種Cu₂O?Ag?氮摻雜石墨烯納米復(fù)合材料表面增強(qiáng)拉曼基底及其制備方法。首先以氨基芘為原料，進(jìn)行水熱反應(yīng)制備得到氮摻雜的石墨烯量子點(diǎn)，然后進(jìn)行酯化、加聚反應(yīng)得到NG?HDO薄膜；再進(jìn)行表面Ag納米粒子修飾，最后再進(jìn)行Cu₂O納米粒子包覆。通過(guò)上述的制備方法，可以改善普通石墨烯基表面增強(qiáng)拉曼基底中所存在的背景噪音信號(hào)大，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度不足，靈敏性差的缺陷，得到了一種檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度高、檢測(cè)準(zhǔn)確性和靈敏性?xún)?yōu)異的Cu₂O?Ag?氮摻雜石墨烯納米復(fù)合材料表面增強(qiáng)拉曼基底。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料，具體涉及一種半導(dǎo)體-Ag-氮摻雜石墨烯納米復(fù)合材料，及其在表面增強(qiáng)拉曼基底方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

納米復(fù)合材料根據(jù)其材質(zhì)的不同在各個(gè)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。其中，納米檢測(cè)分析技術(shù)中的納米探針是納米復(fù)合材料最常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)所之一。

對(duì)于檢測(cè)分析技術(shù)，表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）是最常用的一種檢測(cè)分析技術(shù)，具有靈敏度高、無(wú)痕檢測(cè)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。貴金屬納米粒子及其復(fù)合薄膜具有較高的表面等離子共振效應(yīng)，是第一代表面增強(qiáng)拉曼基底。在貴金屬中，Ag兼具高活性、低成本，應(yīng)用范圍最廣。然而，單獨(dú)的貴金屬作為基底探針，容易被干擾，檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏度不夠。為此，科研人員將具有良好的禁帶寬度的半導(dǎo)體結(jié)合在貴金屬納米粒子表面，可以明顯增強(qiáng)檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度。但是，半導(dǎo)體材料本身的背景信號(hào)會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)信號(hào)造成一定的干擾，且納米粒子結(jié)構(gòu)的基底探針表面容易產(chǎn)生粒子的團(tuán)聚，是的檢測(cè)的結(jié)果的穩(wěn)定性不足。

隨著石墨烯的問(wèn)世，其優(yōu)異的物理、化學(xué)、電學(xué)性能吸引了廣大的研究者對(duì)其進(jìn)行廣泛的應(yīng)用研究。在表面增強(qiáng)拉曼基底探針?lè)矫妫ㄟ^(guò)將石墨烯作為基底，在其表面生長(zhǎng)貴金屬納米粒子和半導(dǎo)體，進(jìn)而作為表面增強(qiáng)拉曼基底探針，可以有效增加探針的比表面積，增強(qiáng)檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度，檢測(cè)靈敏度。普通的石墨烯，其導(dǎo)電性能優(yōu)異，但是，以其作為基底的表面增強(qiáng)拉曼基底探針的檢測(cè)信號(hào)中，噪音信號(hào)仍然較大，對(duì)于需要進(jìn)行準(zhǔn)確定性、定量的檢測(cè)分析方面的應(yīng)用仍然不足。

在已知的研究成果中，氮摻雜石墨烯的電化學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性?xún)?yōu)于普通石墨烯，這是由于摻雜的氮原子在石墨烯表面可以誘導(dǎo)形成高的局域電荷，產(chǎn)生高的自旋密度，從而提高石墨烯的化學(xué)活性。但是，目前，氮摻雜石墨烯的研究主要應(yīng)用在電池領(lǐng)域，很少有涉及其他領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是在表面增強(qiáng)拉曼基底領(lǐng)域的應(yīng)用。

為此，針對(duì)現(xiàn)有的表面增強(qiáng)拉曼基底所存在的以上不足，本發(fā)明旨在提供一種檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)、靈敏度高、穩(wěn)定性好的表面增強(qiáng)拉曼基底。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明從改善表面增強(qiáng)拉曼基底探針的檢測(cè)準(zhǔn)確性、靈敏性等方面出發(fā)，在其中引入氮摻雜的石墨烯，改善檢測(cè)信號(hào)中的背景信號(hào)的干擾，增強(qiáng)探針的檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度和靈敏度。

一種Cu₂O-Ag-氮摻雜石墨烯納米復(fù)合材料表面增強(qiáng)拉曼基底的制備方法，包括以下步驟：

（1）氨基芘在氫氧化鈉水溶液中進(jìn)行進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到氮摻雜的石墨烯量子點(diǎn)溶液；

（2）將步驟（1）得到的氮摻雜的石墨烯量子點(diǎn)溶液真空抽濾，進(jìn)行自組裝，得到自支撐結(jié)構(gòu)的氮摻雜石墨烯薄膜（NG）；

（3）將步驟（2）得到的氮摻雜石墨烯薄膜NG浸泡在2,4-十七二炔-1-醇（HDO）的四氫呋喃溶液中，進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后再通過(guò)紫外線(xiàn)照射，進(jìn)行加聚反應(yīng)，得到NG-HDO薄膜；

（4）將步驟（3）得到的NG-HDO薄膜超聲分散在水中，然后加入硝酸銀進(jìn)行磁力攪拌，最后加入檸檬酸鈉溶液，并將溫度控制在80-90°C，保溫30min，直至溶液變成深綠色，得到表面修飾有Ag納米粒子的NG-HDO薄膜的分散液；