一种SERS基底及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种SERS基底及其制备方法，所述SERS基底的制备方法包括如下步骤：(1)将金属粒子蒸镀在AAO膜的一侧，得到AAO衬底；(2)将步骤(1)制备的AAO衬底作为工作电级，与对电极和参比电极组成三电极体系，将三电极体系浸入电解液中，利用电化学工作站，通过电化学沉积，得到SERS基底。本发明专利技术通过调节电解液浓度、沉积电压及沉积时间，实现对石墨烯

【技术实现步骤摘要】
一种SERS基底及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电化学
，特别涉及一种SERS基底及其制备方法。

技术介绍

[0002]表面增强拉曼散射(SERS)检测技术具有无损、微量检测等优点，可以应用于化学、环境、生物以及人体疾病等检测。石墨烯由于具有许多优良性能，在SERS检测中具有一定的优势。金属纳米粒子的表面等离子体共振特性可以使SERS信号强度提高几个数量级，具有不可替代的优势。与金属颗粒的电磁增强拉曼效果相比，石墨烯及其衍生物的增强效果显得很弱，另一方面，金属颗粒的电磁增强效果确实很明显，但也存在弊端，比如金属颗粒容易团聚、被氧化，造成拉曼信号不均匀或噪声比太强。
[0003]自从石墨烯被证明具有SERS增强效应之后，人们开始将石墨烯与金属纳米颗粒组装到一起，研究石墨烯/金属纳米复合材料的性能以及它的SERS增强效果。目前常见的方法是采用还原剂还原制备复合材料，该方法制备的复合材料需要进一步制备形成SERS基底，且使用该方法基底中材料的分布均匀性差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种石墨烯
‑
金/银纳米复合物SERS基底的制备方法。本专利技术利用电化学沉积法，在多孔氧化铝膜衬底上制备出石墨烯
‑
金/银纳米复合物，通过调节电解液浓度、沉积电压及沉积时间，实现对石墨烯
‑
金/银纳米复合物形貌的有效调控，一步合成SERS基底，获得垂直取向石墨烯以及金属纳米离子复合物。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种SERS基底，所述SERS基底是通过电化学沉积在AAO膜上形成石墨烯
‑
金/银复合物。
[0007]一种所述SERS基底的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将金属粒子蒸镀在AAO膜的一侧，得到AAO衬底；
[0009](2)将步骤(1)制备的AAO衬底作为工作电级与对电极和参比电极组成三电极体系，将三电极体系浸入电解液中，利用电化学工作站，通过电化学沉积，得到SERS基底。
[0010]进一步地，步骤(1)中，所述金属粒子为金粒子、银粒子中的一种或多种，粒径为5～20nm。
[0011]进一步地，步骤(1)中，所述蒸镀为：真空镀膜机在15mA的电流下蒸镀10s～5min。
[0012]进一步地，步骤(2)中，所述所述对电极为铂电极，所述参比电极为Ag/AgCl电极。
[0013]进一步地，步骤(2)中，所述电解液是将硼酸、氧化石墨烯与氯金酸和/或硝酸银混合后加水配成的混合溶液。
[0014]进一步地，所述混合溶液中硼酸的质量浓度为5～40g/L、氯金酸的质量浓度为0.5～2g/L、硝酸银的质量浓度为0.5～5g/L，氧化石墨烯的质量浓度为0.5～5g/L。
[0015]进一步地，步骤(2)中，所述电解液的体积为3～50mL。
[0016]进一步地，步骤(2)中，所述电化学工作站的直流电压为
‑
1.6～
‑
1.0V。
[0017]进一步地，步骤(2)中，所述电化学沉积的时间为10～120min。
[0018]本专利技术可根据电解质溶液的不同，制备得到不同的复合物。所述电解质溶液为硼酸、氧化石墨烯与氯金酸加水配成的混合溶液时，制备得到石墨烯
‑
金复合物；所述电解质溶液为硼酸、氧化石墨烯与硝酸银加水配成的混合溶液时，制备得到石墨烯
‑
银复合物；所述电解质溶液为硼酸、氧化石墨烯、氯金酸、硝酸银加水配成的混合溶液时，制备得到石墨烯
‑
金
‑
银的复合物。
[0019]本专利技术有益的技术效果在于：
[0020](1)本专利技术采用电化学沉积生长石墨烯
‑
金/银纳米复合物，可以直接作为SERS基底无需再次制备，具有成本低廉、重复性高、无污染和操作简单等优点。
[0021](2)本专利技术利用电化学沉积法生长石墨烯
‑
金/银纳米复合物，通过调节溶液浓度、沉积生长电压和时间，可实现对石墨烯
‑
金/银纳米复合物形貌的有效调控。
[0022](3)本专利技术所制备的石墨烯
‑
金/银纳米复合物SERS基底，尺寸均匀、可大面积化，具有良好的SERS效果。
[0023](4)本专利技术制备的金属纳米粒子的分布均匀，且石墨烯生长呈现垂直取向，采用垂直石墨烯进行纳米颗粒分隔，拥有大量的边缘，因此获得了良好的SERS效应，可以制备1～10cm2的基底材料。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1制备的SERS基底上石墨烯
‑
金
‑
银纳米复合物的SEM图。
[0025]图2为本专利技术实施例4制备的SERS基底上石墨烯
‑
金
‑
银纳米复合物的SEM图。
[0026]图3为本专利技术实施例4制备的SERS基底检测R6G的SERS图。
[0027]图4为用对比例1
‑
2制备的基底材料检测5μM罗丹明6G的拉曼光谱图。
[0028]图5为对比例3以玻碳电极作为工作电极制备石墨烯
‑
金纳米复合物SEM图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0030]实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0031]实施例1：
[0032]一种SERS基底，其制备方法包括如下步骤：
[0033]首先，通过真空镀膜机在15mA的电流下，在AAO膜一侧蒸镀粒径为5nm的金颗粒层，蒸镀时间为10s得到AAO衬底。
[0034]其次，使用电化学工作站，采用三电极体系，将步骤(1)制备的AAO衬底作为工作电极、铂电极作为对电极，含饱和氯化钾溶液的Ag/AgCl电极为参比电极，浸入3mL由硼酸、氯金酸、硝酸银和氧化石墨烯加水配制的混合溶液中，混合溶液中硼酸的质量浓度为5g/L，氯金酸的质量浓度为0.5g/L，硝酸银的质量浓度为0.5g/L，氧化石墨烯的质量浓度为0.5g/L，采用恒电位法，在
‑
1.0V直流电压下沉积10min生长出石墨烯
‑
金
‑
银纳米复合物，即得SERS基底。
[0035]图1为本实施例制备的SERS基底上石墨烯
‑
金
‑
银复纳米复合物的SEM图，如图1所示，制备的石墨烯
‑
金
‑
银的复合物中垂直石墨烯附着于均匀分布的金
‑
银复合物表面可直接作为SERS基底。
[0036]实施例2：
[0037]一种SERS基底，其制备方法包括如下步骤：
[0038]首先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SERS基底，其特征在于，所述SERS基底是通过电化学沉积在AAO膜上形成石墨烯
‑
金/银复合物。2.一种权利要求1所述SERS基底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将金属粒子蒸镀在AAO膜的一侧，得到AAO衬底；(2)将步骤(1)制备的AAO衬底作为工作电级，与对电极和参比电极组成三电极体系，将三电极体系浸入电解液中，利用电化学工作站，通过电化学沉积，得到SERS基底。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述金属粒子为金粒子、银粒子中的一种或多种，粒径为5～20nm。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述蒸镀为：真空镀膜机在15mA的电流下蒸镀10s～5min。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述对电极为铂电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永强，王勤生，张艳，丁杰，王群，赵卫芳，刘文俊，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：