一种拉曼光谱检测基底的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种拉曼光谱检测基底的制备方法，其包括如下步骤：制备前驱体溶液；将FTO玻璃经清洗后，倾斜放置于所述前驱体溶液中，在150℃下水热反应后，在500℃下退火，在FTO玻璃表面形成TiO1.04纳米棒；将所述TiO1.04纳米棒浸泡于氨基化溶液中，进行表面处理后，烘干，洗净后置于柠檬酸钠溶液中，煮沸，在沸腾状态下加入氯金酸溶液，反应至溶液从无色变为酒红色，取出，洗净。与现有技术相比，本发明专利技术可以实现低成本、高灵敏度的拉曼检测基底的制备，有利于大规模生产。相比于颗粒状的拉曼基底，基于玻璃基底的拉曼基底在检测与自降解方面操作更加简单。本拉曼基底可多次重复使用并且并保持很高的检测灵敏性。本基底可保持长期稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种拉曼光谱检测基底的制备方法
本专利技术涉及一种拉曼光谱检测基底的制备方法，属于分析检测

技术介绍
表面增强拉曼光谱(SERS)可以对大部分有机分子实现快速检测。目前SERS基底主要形式有贵金属颗粒和贵金属-半导体两种形式。贵金属-半导体基底除了由贵金属产生的局域表面等离子体共振(LSPR)效应，还存在半导体和被检测分子之间的电子迁移(CT)作用。所以在半导体材料上修饰贵金属颗粒，可以在增加“热点”增强LSPR的同时，通过半导体和被检测分子之间的电子迁移进一步增强拉曼光谱。李娟等人(专利号：201610038980.3在二氧化钛微球表面装配银纳米粒子，相比于Ag纳米粒子Au纳米粒子制备的基底更加稳定，可长期使用。相比于粉末状的金属-半导体SERS基底(DengC-Y,ZhangG-L,ZouB,ShiH-L,LiangY-J,LiY-C,FuJ-XandWangW-Z2013TiO2/AgcompositenanowiresforarecyclablesurfaceenhancedRamanscatteringsubstrateChinesePhysicsB22106102)，基于FTO玻璃的SERS基底更加稳定信号重复性高、被测样品处理简单。而通过光刻、镀膜等高成本工艺实现的三维有序基底(专利号：201711131759.3成本过高不利于大规模生产。为了实现自清洁ZnO和TiO2常常被用来制作SERS基底。TiO1.04(约1eV)相比于TiO2(3.4eV)禁带宽度更小，在激光照射下更加容易实现半导体到被检测分子的电子迁移，从而更有利于增强拉曼信号(TiO2和TiO1.04中电子迁移到被检测分子机理见图1)。同时TiO1.04作为钛氧化物在紫外光照射下可使有机分子快速降解。为了降低成本，实现大规模生产。我们采用了水热法在FTO玻璃上合成TiO1.04纳米棒基底，采用化学还原法装配金纳米颗粒。这种方法制备的SERS基底灵敏度高、稳定性好、重复性好并且使用方便。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种拉曼光谱检测基底的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种拉曼光谱检测基底的制备方法，其包括如下步骤：制备前驱体溶液；将FTO玻璃经清洗后，倾斜放置于所述前驱体溶液中，在150℃下水热反应后，在500℃下退火，在FTO玻璃表面形成TiO1.04纳米棒；将所述TiO1.04纳米棒浸泡于氨基化溶液中，进行表面处理后，烘干，洗净后置于柠檬酸钠溶液中，煮沸，在沸腾状态下加入氯金酸溶液，反应至溶液从无色变为酒红色，取出，洗净。作为优选方案，所述前驱体溶液的制备方法为：将氯化钠和异丙醇钛溶解于5mol/L的盐酸溶液中，并控制氯化钠和异丙醇钛的浓度分别为0.7mol/L和0.042mol/L。作为优选方案，所述FTO玻璃的清洗溶液为食人鱼溶液。作为优选方案，所述氨基化溶液由40μL三乙氧基硅烷、0.5mL去离子水和0.5mL乙醇组成。作为优选方案，所述柠檬酸钠溶液的浓度为0.015mol/L。作为优选方案，所述氯金酸溶液的浓度为2mol/L。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：首先本专利技术可以实现低成本、高灵敏度的拉曼检测基底的制备，有利于大规模生产。相比于颗粒状的拉曼基底，基于玻璃基底的拉曼基底在检测与自降解方面操作更加简单。本拉曼基底可多次重复使用并且并保持很高的检测灵敏性。本基底可保持长期稳定。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为TiO2、TiO1.04在激光照射下电子迁移到被检测分子的过程；图2为本发专利技术中实施例1所合成TiO1.04纳米棒基底的XRD图谱；图3不同含量氯金酸装配的金纳米颗粒-TiO1.04纳米棒电镜图；图4为金纳米颗粒-TiO1.04纳米棒基底对浓度分别为10-6、10-7、10-8、10-9、10-10、10-11mol/L的罗丹明B检测拉曼光谱的比较，为使10-11mol/L图谱更加明显，对其强度乘以2倍；图5为金纳米颗粒-TiO1.04纳米棒基底对浓度10-6mol/L的亚甲基蓝的拉曼光谱；图6为金纳米颗粒-TiO1.04纳米棒基底对浓度10-6mol/L的罗丹明B的降解拉曼光谱；图7为金纳米颗粒-TiO1.04纳米棒基底使用浓度10-6mol/L的罗丹明B进行5次重复性降解实验拉曼光谱；图8为金纳米颗粒-TiO1.04纳米棒基底浸泡水中一个月前后对10-6mol/L罗丹明B的拉曼光谱对比。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1(1)TiO1.04纳米棒制备：向5mol/L的盐酸溶液中加入NaCl和异丙醇钛使两者浓度分别达到0.7mol/L和0.042mol/L，在高速搅拌的环境下使NaCl和异丙醇钛溶解。将溶液转移动水热反应釜中，将FTO玻璃在食人鱼液中清洗干净后，倾斜放置于溶液中。密封后在150℃环境下反应18小时。反应结束后取出FTO玻璃用去离子水冲洗干净。在500℃条件下退火30分钟。(2)金纳米颗粒的制备与装配：将(1)中制备的TiO1.04纳米棒基底使用新鲜制得的氨基化溶液进行20分钟的表面氨基化处理(40μL三乙氧基硅烷，0.5mL去离子水和0.5mL乙醇)，氨基化后再60℃环境下烘干样品10分钟。随后将用品用去离子水冲洗三次。将样品放置于100mL的0.015mol/L的柠檬酸钠溶液中，使用恒温磁力搅拌机将溶液煮沸。随后快速搅拌并加入1.5mL2mol/L的氯金酸溶液。反应十分钟，观察溶液从无色变为酒红色。最后将样品取出并用去离子水冲洗干净。所得结果如图3c所示。(3)拉曼信号测试：将步骤(2)所得的基底，分别滴加10-6、10-7、10-8、10-9、10-10、10-11mol/L罗丹明B溶液和10-6mol/L亚甲基蓝溶液，静置30分钟，随后甩氮气枪吹干。并在波长为633nm的极光下进行拉曼光谱测试。所得结果如图4和图5所示。(4)自清洁实验：在被10-6mol/L罗丹明B溶液处理过的基底上滴加去离子水，在254nm紫外光下照射进行自降解，每隔10分钟进行一次拉曼光谱检测。所得结果如图6所示。(5)可重复性检测：将同一块基底用10-6mol/L罗丹明B溶液处理，反复进行拉曼测试和自清洁。所得结果如图7所示。(6)稳定性实验：将(2)制得的基底浸泡在水中在黑暗环境中放置一个月后，用10-6mol/L罗丹明B检测拉曼信号。所得结果如图8所示。实施例2本实施例的实施过程除以下不同外，其他部分与实施例1相同。将(1)中制备的TiO1.04纳米棒基底使用新鲜制得的氨基化溶液进行20分钟的表面氨基化处理(40μL三乙氧基硅烷，0.5mL去离子水和0.5mL乙醇)，氨基化后再60℃环境下烘干样品10分钟。随后将用品用去离子水冲洗三次。将样品放置于100mL的0.015mol/L的柠檬酸钠溶液中，使用恒温磁力搅拌机将溶液煮沸。随后快本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉曼光谱检测基底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备前驱体溶液；将FTO玻璃经清洗后，倾斜放置于所述前驱体溶液中，在150～160℃下水热反应后，在450～550℃下退火，在FTO玻璃表面形成TiO1.04纳米棒；将所述TiO1.04纳米棒浸泡于氨基化溶液中，进行表面处理后，烘干，洗净后置于柠檬酸钠溶液中，煮沸，在沸腾状态下加入氯金酸溶液，反应至溶液从无色变为酒红色，取出，洗净。

【技术特征摘要】
1.一种拉曼光谱检测基底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备前驱体溶液；将FTO玻璃经清洗后，倾斜放置于所述前驱体溶液中，在150～160℃下水热反应后，在450～550℃下退火，在FTO玻璃表面形成TiO1.04纳米棒；将所述TiO1.04纳米棒浸泡于氨基化溶液中，进行表面处理后，烘干，洗净后置于柠檬酸钠溶液中，煮沸，在沸腾状态下加入氯金酸溶液，反应至溶液从无色变为酒红色，取出，洗净。2.如权利要求1所述的拉曼光谱检测基底的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液的制备方法为：将氯化钠和异丙醇钛溶解于4.5～5mol/L的盐酸溶液中，并控制氯化钠和...

【专利技术属性】
技术研发人员：程秀兰，王晓东，余旭丰，曾源，李君，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31