超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法及应用，该制备方法通过气/液界面自组装技术制备聚苯乙烯胶体晶体，然后通过聚苯乙烯胶体晶体为模板经磁控溅射沉积金膜、退火，得到非密排的金纳米颗粒有序阵列，然后将金纳米颗粒有序阵列置于银纳米片生长溶液中，获得花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列，进一步通过Ag‑S键将全氟癸基硫醇键合在Ag纳米片上，制备超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列。该超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列对农药残留物具有高灵敏度，高重现性。

Fabrication and application of ordered arrays of superhydrophobic flower-like hierarchical Au@Ag nanosheets

【技术实现步骤摘要】
超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法及应用
本专利技术属于纳米材料
，尤其涉及一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法及其应用。
技术介绍
表面增强拉曼光谱(SurfaceEnhancedRamanSpectroscopy，SERS)作为一种强有力的生化物质检测方法，具有成本低，灵敏度高，操作简单，无损检测和“指纹”识别等优点，备受研究者青睐。所谓SERS效应，是指待测物质分子在特定的金属纳米材料(如金、银、铜等的纳米粒子)表面拉曼光谱信号可以得到极大增强的现象。与常见的光谱检测方法相比，它的灵敏度不仅更高，而且测试时不会受到水分子的干扰。目前多数研究者制备的SERS基底在测试之前需要长时间的浸泡，即将SERS活性基底在目标检测物溶液中浸泡一定时间，取出，除去表面残留物，干燥后进行测量。此法虽能够满足大部分物质的测试需求，但在某些特殊情况，则存在明显的缺点和不足。如当待测分析物量比较少(若干微升)或目标检测分子浓度非常低时，该基底无法实现有效的检测。为此，发展具有独特性能的SERS活性基底，以期能够从微体积、高度稀释的溶液中最大程度地捕获、定位目标检测分子，从而构筑具有良好重现性、稳定性的高效SERS活性基底具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，该制备方法简单、快速、经济、环保，制备得到的超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列显示出良好的超疏水性质；本专利技术的第二目的是提供一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的应用，实现了对农药残留检测的高灵敏度，高重现性检测。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，包括以下步骤：A1：以气/液界面自组装的方法制备聚苯乙烯胶体晶体；具体的，具体步骤为：A001：将玻璃片超声清洗60min，然后放置在烘箱中干燥处理，最后在紫外臭氧清洗机中进行亲水处理；A002：将聚苯乙烯微球悬浮液与等体积的乙醇混合，超声震荡得到聚苯乙烯微球乙醇混合液；A003：在所述步骤A001处理后的玻璃片上注入去离子水，形成一层液膜，然后通过气/液界面自组装的方法，将聚苯乙烯微球在玻璃片上紧密排列，待水分蒸发后，形成聚苯乙烯胶体晶体；A2：以所述聚苯乙烯胶体晶体为模板，经磁控溅射沉积金层-退火，去掉聚苯乙烯胶体晶体模板，得到金纳米颗粒有序阵列；优选地，所述退火具体为将磁控溅射沉积金层的样品放置于具有还原性气氛的管式炉中，保温温度为1000℃，保温时间为2h，以5℃/min的升温速度升温；进一步地，所述还原性气氛为氮气和氢气的混合气氛，其中所述氢气的体积含量为2％；A3：将所述金纳米颗粒有序阵列置于银纳米片的生长溶液中，保持预设时间，获得花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列；所述银纳米片的生长溶液为对苯二酚缓冲溶液和硝酸银溶液的混合液，其中所述硝酸银溶液的浓度为0.01～1.5mol/L，对苯二酚缓冲溶液的PH＝3.6；进一步地，所述对苯二酚缓冲溶液为含有0.10mol/L对苯二酚、0.10mol/L柠檬酸钠、0.10mol/L柠檬酸，经醋酸调节PH＝3.6；A4：将所述花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列浸泡在10mmol/L的全氟癸基硫醇溶液中，得到超疏水花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列。本专利技术还提供了一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的应用，用于检测农药残留物；进一步地，将所述超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列作为SERS基底用于检测农药残留物。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：(1)本专利技术的制备方法利用单层聚苯乙烯胶体晶体作为模板，可制备表面洁净(无表面活性剂，还原剂)非密排的金纳米颗粒有序阵列，通过场发射扫描电镜进行表征，可以看到所得到的金纳米颗粒阵列尺寸为单分散且形貌均一，表面粗糙度高，在用作SERS基底材料，进行SERS检测时，具有较高的重现性；(2)本专利技术的制备方法简单、快速、经济，无需过多的复杂有机溶剂和昂贵的设备即可在金纳米颗粒阵列表面生长出花状分级结构银纳米片，片状结构均匀生长在金纳米颗粒表面；2D花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列可以在大面积(平方厘米)范围内有序、非密排可控、快速制备；进一步通过Ag-S键将全氟癸基硫醇键合在Ag纳米片上，制备超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列，该制备方法的过程绿色环保，未使用任何的有毒有害的物质；(3)本专利技术的制备方法得到的超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列，通过接触角测定仪测试了其表面润湿行为，显示出良好的超疏水性质；将超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列作为SERS基底具有较高的均一性和重现性；将超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列作为SERS基底用于检测农药残留，具有较高的灵敏度。附图说明图1为本专利技术超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法流程图；图2为金纳米颗粒排列的扫描电镜图；图3为超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的扫描电镜图；图4为将疏水性花状分级结构Au@Ag纳米片二维有序阵列用作SRES基底对福美双的拉曼测试图；图5为对福美双1149cm-1处峰位的强度统计图；图6为对福美双1385cm-1处峰位的强度统计图；图7为对福美双1512cm-1处峰位的强度统计图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法及其应用作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。参看图1，一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，包括以下步骤：A1：以气/液界面自组装的方法制备聚苯乙烯胶体晶体；具体的，A1具体步骤为：A001：将玻璃片超声清洗60min，然后放置在烘箱中干燥处理，最后在紫外臭氧清洗机中进行亲水处理；A002：将聚苯乙烯微球悬浮液与等体积的乙醇混合，超声震荡得到聚苯乙烯微球乙醇混合液；A003：在步骤A001处理后的玻璃片上注入去离子水，形成一层液膜，然后通过气/液界面自组装的方法，将聚苯乙烯微球在玻璃片上紧密排列，待水分蒸发后，形成聚苯乙烯胶体晶体；A2：以聚苯乙烯胶体晶体为模板，经磁控溅射沉积金层-退火，去掉聚苯乙烯胶体晶体模板，得到金纳米颗粒有序阵列；优选地，退火具体为将磁控溅射沉积金层的样品放置于具有还原性气氛的管式炉中，保温温度为1000℃，保温时间为2h，以5℃/min的升温速度升温；进一步地，还原性气氛为氮气和氢气的混合气氛，其中氢气的体积含量为2％；A3：将金纳米颗粒有序阵列置于银纳米片的生长溶液中，保持预设时间，获得花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列；银纳米片的生长溶液为对苯二酚缓冲溶液和硝酸银溶液的混合液，其中硝酸银溶液的浓度为0.01～1.5mol/L，对苯二酚缓冲溶液的PH＝3.6；对苯二酚作为还原剂还原硝酸银，同时对苯二酚作为表面活性剂，诱导银纳米颗粒的生长方向，金纳米球为银纳米颗粒的沉积提供位置，同时催化整个还原反应，最后在金纳米颗粒表面生长花状分级的银纳米片，得到大面积的花状分级结构Au@Ag纳米片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A1：以气/液界面自组装的方法制备聚苯乙烯胶体晶体；A2：以所述聚苯乙烯胶体晶体为模板，经磁控溅射沉积金层‑退火，去掉聚苯乙烯胶体晶体模板，得到金纳米颗粒有序阵列；A3：将所述金纳米颗粒有序阵列置于银纳米片的生长溶液中，保持预设时间，获得花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列；A4：将所述花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列浸泡在10mmol/L的全氟癸基硫醇溶液中，得到超疏水花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列；其中，所述银纳米片的生长溶液为对苯二酚缓冲溶液和硝酸银溶液的混合液，所述硝酸银溶液的浓度为0.01～1.5mol/L，所述对苯二酚缓冲溶液的PH＝3.6。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A1：以气/液界面自组装的方法制备聚苯乙烯胶体晶体；A2：以所述聚苯乙烯胶体晶体为模板，经磁控溅射沉积金层-退火，去掉聚苯乙烯胶体晶体模板，得到金纳米颗粒有序阵列；A3：将所述金纳米颗粒有序阵列置于银纳米片的生长溶液中，保持预设时间，获得花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列；A4：将所述花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列浸泡在10mmol/L的全氟癸基硫醇溶液中，得到超疏水花状分级结构的Au@Ag纳米片有序阵列；其中，所述银纳米片的生长溶液为对苯二酚缓冲溶液和硝酸银溶液的混合液，所述硝酸银溶液的浓度为0.01～1.5mol/L，所述对苯二酚缓冲溶液的PH＝3.6。2.根据权利要求1所述的超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，其特征在于，所述对苯二酚缓冲溶液为含有0.1mol/L对苯二酚、0.10mol/L柠檬酸钠、0.10mol/L柠檬酸，经醋酸调节PH＝3.6。3.根据权利要求1所述的超疏水花状分级结构Au@Ag纳米片有序阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤A1具体为：A001...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁倩倩，耿哲，褚磊，张杰，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32