[發明專利]一種Au/ND/C3

有效

• 申請號: 202210085000.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114486850B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 于翔;裴敬軒;田振飛;孫一博
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 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

本發明提供了一種Au/ND/Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;復合材料及其制備方法和應用，涉及水生環境污染物檢測技術領域。具體包括：首先借助Z204鎳觸媒催化劑通過一步法制備具有多孔結構的ND/Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;雜化物，再利用檸檬酸鈉去還原氯金酸和十六烷基三甲溴化銨的混合物以負載異面體金納米粒子，即可制備得到Au/ND/Csubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;復合材料。本發明制備工藝操作簡單，僅兩步制成，所用設備均為現有技術中常規設備，反應過程能耗低，生產過程易于控制。制備出來的復合材料具有SERS檢測靈敏度高，信號重現性高，環境穩定性好，自清潔能力強的優點，尤其適合對水體中抗生素進行超痕量檢測。

技術領域

本發明屬于水生環境污染物檢測技術領域，具體涉及一種Au/ND/C₃N₄復合材料及其制備方法，本發明還提供了將制備得到的Au/ND/C₃N₄復合材料應用于水體抗生素殘留超痕量檢測的用途。

背景技術

抗生素的過度使用及代謝延遲導致其在水環境中產生不可避免的殘留，形成難治性污染源。在2000年至2015年間，慎用類抗生素的全球人均消費量增幅高達90.9％，而可用類抗生素增幅高達26.2％。作為一種新興的污染物類別，抗生素在水環境中的殘留會促進多藥耐藥(MDR)微生物、抗生素抗性基因(ARG)和抗生素抗性細菌(ARB)的產生。抗生素殘留滋生的細菌可能偷偷地進入人體并造成危及生命的感染；有研究顯示，到2050年可能每年有1000萬人死于抗生素的耐藥性。因此，高靈敏檢測廢水中的抗生素的殘留對于預防環境污染和控制傳染性病毒的產生日趨重要。

表面增強拉曼散射(SERS)得益于其超靈敏特性和無標簽檢測為超痕量分子分析領域帶來曙光。待測分子拉曼信號的增強主要歸因于入射光與SERS基底相互作用后產生了電磁場局部放大；電磁增強和化學增強是當前公認的兩種Raman增強機制。基于這兩種機制開發高性能SERS基底在促進SERS應用中扮演重要角色。

利用半導體負載貴金屬納米粒子可通過電磁增強和化學增強機制實現良好的SERS性能。一方面，貴金屬納米粒子通過強離子體激元共振耦合效應為Raman信號提供長程電磁增強；另一方面，半導體的與貴金屬納米粒子形成的異質結構能夠促進電荷轉移來誘導待測分子極化，為Raman信號提供短程電化學增強。

然而，此類基底的靈敏度和重現性有待進一步提升以適應超痕量抗生素殘留的檢測需求。另外，基底的可循環利用性對水體抗生素殘留超痕量檢測的成本產生重要影響，如何制備出一種兼具高靈敏度、高重現性和自清潔可循環利用特性的SERS基底是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Au/ND/C₃N₄復合材料，首先，借助Z204鎳觸媒催化劑通過一步法制備具有多孔結構的ND/C₃N₄雜化物，然后，利用檸檬酸鈉去還原氯金酸和十六烷基三甲溴化銨的混合物以負載異面體金納米粒子，即可制備得到Au/ND/C₃N₄復合材料。

制備得到的Au/ND/C₃N₄復合材料具有SERS檢測靈敏度高，信號重現性高，環境穩定性好，自清潔能力強的優點，尤其適合對水體中抗生素進行超痕量檢測。具體而言，對于結晶紫溶液的檢測限水平可達10^-14M，對于四環素溶液的檢測限水平可達10^-12M；而且，對于10^-4M的結晶紫溶液，常溫空氣環境儲存30天后，SERS基底的信號保有率為84.8％；另外，每完成一次SERS檢測和一次自清潔程序記為一次處理，循環執行三次處理后，基底對于結晶紫分子在1174cm^-1處SERS強度的保留率為92.1％；對于四環素分子在1617cm^-1處SERS強度的保留率為81.1％。