金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料及其制备方法和应用，制备方法包括：以碳纤维为载体，在所述碳纤维表面吸附TiO2纳米颗粒；将表面吸附TiO2纳米颗粒的碳纤维置于盐酸和钛源的混合溶液中进行水热反应，在碳纤维表面生长TiO2纳米柱阵列；将表面生长有TiO2纳米柱阵列的碳纤维浸泡在含有金离子的溶液中进行水热反应沉积金纳米片，反应结束后用去离子水清洗并干燥，即得金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料。本发明专利技术制备的金纳米片修饰的碳纤维SERS基底不仅具有较好的SERS增强效果，而且具有良好的均一性和稳定性，可很好地应用于有机和生物分子的分析检测中。

Gold nanoscale modified carbon fiber SERS substrate material and preparation method and application thereof

The invention provides a gold nanosheet modified carbon fiber SERS substrate material and its preparation method and application. The preparation method includes: taking carbon fiber as carrier, adsorbing titanium dioxide nanoparticles on the surface of the carbon fiber; putting the carbon fiber adsorbing titanium dioxide nanoparticles on the surface into a mixed solution of hydrochloric acid and titanium source for hydrothermal reaction; and Titanium dioxide nano-column arrays were grown on the surface of carbon fibers. Carbon fibers with titanium dioxide nano-column arrays were immersed in a solution containing gold ions to deposit gold nanosheets by hydrothermal reaction. After the reaction, the gold nanosheets were washed and dried with deionized water. The gold nanosheet modified carbon fiber SERS substrate prepared by the invention not only has good SERS enhancement effect, but also has good homogeneity and stability, and can be well applied to the analysis and detection of organic and biological molecules.

【技术实现步骤摘要】
金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机和生物分子的分析检测
领域，尤其涉及一种金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料及其制备方法和应用。
技术介绍
表面增强拉曼散射(surface-enhancedRamanscattering,SERS)信号不仅可以给出分子结构信息，实现分子的指纹辨识，而且还具有谱峰清晰、分析速度快、检测灵敏度高，甚至可以进行单分子检测等优点，其在表面科学、化学和生物传感器、生物医学检测以及痕量分析等领域展现了广阔的应用前景。SERS活性基底的制备是获得SERS信号的前提，无论是理论研究还是应用研究，都必须首先制备具有较好SERS活性的基底材料。SERS的活性基底一般为Au、Ag等金属的纳米结构材料，目前制备增强效果好且具有可重复性的活性基底成为限制SERS发展的主要原因。随着纳米材料制备技术的发展，尺寸和形状可控的SERS活性基底不断被制备出来，这些基底极大地提高了SERS的活性。然而，SERS基底的可重复性仍然是一个迫待解决的问题。虽然纳米印刷方法可制得具有较好可重复性的活性基底，但此法难以实现活性基底的大量制备，从而限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、以碳纤维为载体，在所述碳纤维表面吸附TiO2纳米颗粒；S2、将表面吸附TiO2纳米颗粒的碳纤维置于盐酸和钛源的混合溶液中进行水热反应，在碳纤维表面生长TiO2纳米柱阵列；S3、将步骤S2中生长有TiO2纳米柱阵列的碳纤维浸泡在含有金离子的溶液中进行水热反应沉积金纳米片，反应结束后用去离子水清洗并干燥，即得金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料。

【技术特征摘要】
1.一种金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、以碳纤维为载体，在所述碳纤维表面吸附TiO2纳米颗粒；S2、将表面吸附TiO2纳米颗粒的碳纤维置于盐酸和钛源的混合溶液中进行水热反应，在碳纤维表面生长TiO2纳米柱阵列；S3、将步骤S2中生长有TiO2纳米柱阵列的碳纤维浸泡在含有金离子的溶液中进行水热反应沉积金纳米片，反应结束后用去离子水清洗并干燥，即得金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料。2.根据权利要求1所述的金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述在碳纤维表面吸附TiO2纳米颗粒，具体包括以下步骤：S11、碳纤维依次用丙酮和去离子水超声清洗，然后烘干，得到预处理后的碳纤维；S12、将钛源加入到无水乙醇中，搅拌混匀，然后滴加冰乙酸，不断搅拌至反应液呈乳白色，得到TiO2溶胶；S13、将所述预处理后碳纤维浸渍于所述TiO2溶胶中，然后取出烘干，于300～400℃下处理10～30min后冷却至室温，得到吸附TiO2纳米颗粒的碳纤维。3.根据权利要求2所述的金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料的制备方法，其特征在于，步骤S12中，所述钛源与所述无水乙醇的体积比为1:4～1:20，所述冰乙酸与所述钛源的体积比为1:50～1:250。4.根据权利要求2所述的金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料的制备方法，其特征在于，所述钛源为钛酸丁酯、钛酸乙酯、钛酸异丙酯和四氯化钛中的任意一种。5.根据权利要求1所述的金纳米片修饰的碳纤维SERS基底材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述在碳纤维表面生长TiO2纳米柱阵列具体包括以下步骤：S21、将质量浓度为36-38％的浓盐酸与去离子水按照体积比为1:1混合，然后加入钛源，所述钛源与所述浓盐酸的体积比为1:25～1:60，搅拌混匀即得所述盐酸和钛源的混合溶液；S22、将步骤S13中所述吸附TiO2纳米颗粒的碳纤维浸入步骤S21中所述盐酸和钛源的混合溶液中，在150～200℃下反应4～20h，反应得到的产品用去离子水冲洗去除表面残留的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永，吴长宇，徐凯，隋美蓉，刘琳琳，
申请(专利权)人：徐州医科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32