一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，首先以钛箔片和NaOH溶液通过在温度为200℃的水热合成反应6小时制备Ti/TiOx纳米膜，将Ti/TiOx膜浸入到AgNO

【技术实现步骤摘要】
一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法
本专利技术涉及一种SERS基底制备，尤其涉及一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备，属于表面增强拉曼散射光谱

技术介绍
在过去的几十年中，表面增强拉曼散射（SERS）凭借其高灵敏度和快速响应，被广泛应用于化学，制药，生物传感和食品安全等许多领域。目前，学术界普遍认同的SERS机理主要有物理增强机理和化学增强机理。一种是电磁场增强（EM）机理：即当一束光入射到粗糙的金属表面时，金属表面的自由电子产生表面等离子体共振效应（LSPR）引起局域电场的增强，使距离粗糙金属表面较近的分子拉曼信号大大增强；另一种是化学增强机理（CT）：即当被测分子通过化学键与拉曼活性材料结合时，在激光照射下，吸附分子与金属之间发生电荷转移，影响分子表面的电子云密度，进而引起分子极化率的改变，从而使分子的拉曼信号大大增强。目前被广泛接受的SERS理论是两种机理同时存在。SERS的产生依赖于具有SERS活性的基底，SERS活性基底经历了从金属材料到半导体材料、再到金属/半导体复合材料的发展历程，关于SERS活性基底的制备及增强机理的研究一直是人们关注的热点。半导体纳米材料（如TiO2和CuO等）具有无毒、廉价、易得、化学稳定及生物相容等特点，而且在某些特殊条件（如长时间放置、低温或高温等条件）下仍然具有较强的SERS增强能力；并且，半导体纳米材料是一类重要的无机功能材料，在许多领域（如光催化等）中具有重要的应用，因此基于半导体的SERS研究正逐渐引起人们的广泛关注。如中国专利号为201510693040.3，专利名称为《一种Ag/TiO2柔性、可重复利用SERS基底及其制备方法》，具体提出了一种制备Ag/TiO2柔性、可重复利用的SERS基底，但是实验制备Ag/TiO2基板方案较繁琐；纳米银修饰时所用光源为氙弧灯，而氙弧灯光源的光谱自身内在稳定性比紫外灯光的光谱差；还有该SERS基底的实际检测灵敏度不高。再如中国专利号为201810556666.3，专利名称为《纳米银修饰的二氧化钛纳米片阵列SERS基底材料及其制备方法和应用》，具体制备了在碳纸表面生长TiO2有序纳米片阵列的SERS基底虽然也是以钛箔片作为钛源进行水热合成反应，但是存在后续实验制备繁琐且实际检测灵敏度不高的问题。因此基于粗糙贵金属与半导体复合材料的SERS活性基底还有待研究。
技术实现思路
为了解决上述现有技术问题的不足，本专利技术提供了一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，该方法有效利用物理增强和化学增强，能提高SERS基底灵敏度；采用复合材料能提升基底稳定性和生物相容性，扩展应用测试对象；同时，减少了贵金属的使用量，能降低制备成本。本专利技术采用的技术方案为：一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：步骤一：在烧杯中称量NaOH固体，并配置浓度为0.5mol/L-5mol/L的NaOH水溶液；步骤二：将清洗并干燥好的0.5cm*0.5cm*0.1mm规格大小的钛箔片放置在预先装有体积为30mL的NaOH水溶液的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜；步骤三：将步骤二中的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜放置在鼓风干燥箱中进行水热合成反应，获得Ti/TiOx纳米膜；步骤四：取出Ti/TiOx纳米膜并浸入30mL，0.1mol/L的HNO3溶液中2小时进行酸碱中和反应；步骤五：重复步骤四1-2次，直至完成酸碱中和反应后，用去离子水清洗Ti/TiOx纳米膜，并放入真空干燥箱中干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为20min，获得中性的Ti/TiOx纳米膜；步骤六：称取AgNO3固体，配置浓度为0.5mol/L的AgNO3水溶液；步骤七：将中性的Ti/TiOx纳米膜浸入到AgNO3水溶液中，利用三用紫外分析仪紫外灯照射下进行纳米银修饰，获得纳米银修饰的Ti/TiOx纳米膜；步骤八：将纳米银修饰的Ti/TiOx纳米膜取出，并在真空干燥箱中干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为20min，得到Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底；优选的，Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底拉曼信号增强效果最佳所用NaOH溶液浓度为3mol/L。优选的，所述的步骤三中铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜水热合成反应设定温度为200℃，时间为6小时；优选的，所述的步骤七中，所使用AgNO3水溶液体积为2mL，所述的三用紫外分析仪紫外灯选用波长为365nm，进行纳米银修饰照射时间为3小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术制备的Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的表面形貌呈现3D效果。获得的Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底能提供更多的分子探针结合位点和更多的“热点”，并且两者都可以极大地促进拉曼增强，进而提高SERS检测的灵敏度；(2)本专利技术采用Ti/TiOx/Ag杂化复合材料能提升基底的稳定性和生物相容性，扩展应用测试对象，同时制备的Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底具有良好的均一性和稳定性；(3)本专利技术仅使用了微量贵金属Ag，用了价格便宜的钛箔片，且整个制备过程简单，无需高端制备设备，大幅降低了制备成本。附图说明图1为本专利技术实施例中的0.5M/LNaOH形成Ti/TiOx纳米膜的SEM图。图2为本专利技术实施例中的3.0M/LNaOH形成Ti/TiOx纳米膜的SEM图。图3为本专利技术实施例中的5.0M/LNaOH形成Ti/TiOx纳米膜的SEM图。图4为本专利技术实施例中吸附在Ti/TiOx纳米膜上的4-ATP分子的拉曼光谱图。图5为本专利技术实施例中的Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SEM图。图6为本专利技术实施例中的Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的能量色散谱（EDS）图。图7为本专利技术实施例中用Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底测得的低浓度4-ATP探针分子的拉曼光谱图。图8为本专利技术实施例中Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底久置后4-ATP探针分子测试图。图9为本专利技术实施例中Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底久置后4-ATP探针分子测试的相对标准偏差图。具体实施方式一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：步骤一：在烧杯中称量NaOH固体，并配置浓度为0.5mol/L-5mol/L的NaOH水溶液；步骤二：将清洗并干燥好的0.5cm*0.5cm*0.1mm规格大小的钛箔片放置在预先装有体积为30mL的NaOH水溶液的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜；步骤三：将步骤二中的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜放置在鼓风干燥箱中进行水热合成反应，水热合成反应设定温度为200℃，时间为6小时，获得Ti/TiOx纳米膜；步骤四：取出Ti/TiOx纳米膜并浸入30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：/n步骤一：在烧杯中称量NaOH固体，并配置NaOH水溶液；/n步骤二：将清洗并干燥好的0.5cm*0.5cm*0.1mm规格大小的钛箔片放置在预先装有体积为30mL的NaOH水溶液的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜；/n步骤三：将步骤二中的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜放置在鼓风干燥箱中进行水热合成反应，获得Ti/TiOx纳米膜；/n步骤四：取出Ti/TiOx纳米膜并浸入30mL，0.1mol/L的HNO

【技术特征摘要】
1.一种Ti/TiOx/Ag杂化复合材料的SERS基底的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在烧杯中称量NaOH固体，并配置NaOH水溶液；
步骤二：将清洗并干燥好的0.5cm*0.5cm*0.1mm规格大小的钛箔片放置在预先装有体积为30mL的NaOH水溶液的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜；
步骤三：将步骤二中的铁氟龙衬里不锈钢高压反应釜放置在鼓风干燥箱中进行水热合成反应，获得Ti/TiOx纳米膜；
步骤四：取出Ti/TiOx纳米膜并浸入30mL，0.1mol/L的HNO3溶液中2小时进行酸碱中和反应；
步骤五：重复步骤四1-2次，直至完成酸碱中和反应后，用去离子水清洗Ti/TiOx纳米膜，并放入真空干燥箱中干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为20min，获得中性的Ti/TiOx纳米膜；
步骤六：称取AgNO3固体，配置浓度为0.5mol/L的AgNO3水溶液；
步骤七：将中性的Ti/TiOx纳米膜浸入到AgNO3水溶液中，利用三用紫...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀斌，梁培，黄杰，
申请(专利权)人：言谱物杭州智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33