基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料及其制备方法与应用，旨在提供一种用于细菌和磺胺类抗生素检测时具有更高的灵敏度，更强的分辨率，良好的检测重复性的复合材料；该复合材料是以Ti3C

【技术实现步骤摘要】
基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料，本专利技术还涉及该复合材料的制备方法，以及作为MXene量子点/银纳米颗粒复合材料用于细菌和磺胺类抗生素的表面增强拉曼检测。

技术介绍

[0002]表面增强拉曼光谱(SERS)法通过活性衬底的引入，克服普通拉曼光谱法低灵敏度、强荧光干扰的缺点，推进了拉曼光谱技术在表面科学、分析科学和生物科学等领域的广泛应用。与分析微生物其他技术相比，SERS具有非接触性、非破坏性、制样简单、所需样少、高灵敏度和高重复性等特点，可实现对微生物的快速无损分析，且能在较宽的激发波长范围内提供更精细且易于分析的谱峰信息。
[0003]近年来，二维电极材料，如石墨烯、MXene、过渡金属硫化物、黑磷等，因其高比表面积、优异的电子和机械性能而得到了广泛的研究。MXene作为一种新兴的二维层状纳米材料，由于其大的表面积、优异的生物相容性、独特的化学/物理稳定性、显著的亲水性和导电性，在SERS方面表现出了有利的性质。虽然MXenes在SERS方面表现出巨大潜力，但MXene衍生的半导体量子点(MQD)还可以通过切割MXene纳米片形成MQD进一步揭示独特的光电和光学性能。理论和实验研究表明，形成量子点(QD)是一种有效的方法，可以揭示原子薄化时由于量子限制和边缘效应而产生的新物理性质。与纳米片相比，量子点在SERS方面效果可能更好，更适合用于微生物检测。SERS也由于具有操作简单、检测快速、灵敏度高的优点，被广泛应用于抗生素微量分析。此外，金属纳米结构最重要的光学性质之一是表面等离子体共振特性，随着纳米合成技术的发展，已制备出许多可作为SERS活性衬底的金属纳米材料，以金属Ag、Au、Cu最为常见，而其中Ag的增强效果为最佳。当目标分子吸附在粗糙的金属表面(如Au和/或Ag)上时，分析物分子的拉曼信号可以得到极大的增强。纳米银颗粒具有独特的光学性质，当光照射在纳米银颗粒上时，颗粒表面的电子会发生集体振动。若入射光的频率与电子振动频率匹配时，可诱发表面等离子共振现象，可用表面增强拉曼散射、生化传感、和太阳能电池等领域。由于纳米银颗粒的表面局域电磁场增强作用，纳米银颗粒悬浮液是实现表面拉曼增强最简单的方法。Elumalai等人开发了一种用于SERS的Ag，Au和Pd@MXene杂化物的制备方法，提出了一种MXene纳米片与Ag杂交制Ag@MXene的机制，通过表面增强拉曼散射(SERS)证实了这些新型二维杂化纳米结构基底的等离激元性质。
[0004]基于上述研究，目前未有报道过MXene量子点/银纳米颗粒复合材料用于MR
‑
1和磺胺类抗生素的表面增强拉曼检测。验证MXene量子点/银纳米颗粒复合材料用于MR
‑
1和磺胺类抗生素的表面增强拉曼检测，进一步获得效果更好的MXene量子点/银纳米颗粒复合材料是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的第一个目的是提供一种Mxene量子点/银纳米颗粒复
合材料，该复合材料用于细菌和磺胺类抗生素检测时具有更高的灵敏度，更强的分辨率，良好的检测重复性。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供上述Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供上述Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料应用于细菌和磺胺类抗生素表面增强拉曼检测，获得灵敏度更高，分辨率更强，重复性更好的MXene量子点/银纳米颗粒复合材料。
[0008]为此，本专利技术提供的第一个技术方案是这样的：
[0009]一种基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，依次包括下述步骤：
[0010]1)多层MXene的制备
[0011]将Ti3A1C2粉末浸入氢氟酸溶液中，在50
‑
70℃，高速搅拌下刻蚀20
‑
28h，然后用冲洗剂冲洗样品，从上清液中离心分离的MXene粉末，再次用冲洗剂冲洗粉末，直至pH为中性，然后用洗涤剂洗涤，收集洗涤后的上清液在70
‑
90℃真空烘箱中干燥20
‑
28h，得到多层MXene粉末；
[0012]2)MXene量子点的制备
[0013]向步骤1)制备的多层MXene粉末，加入纯净水，均匀混合后，在160℃水热反应20
‑
28h，将水热后得到的样品离心分离，收集上清液，进行冷冻干燥，得MXene量子点；
[0014](3)Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备
[0015]3.1)将MXene量子点分散在去离子水中，超声处理25
‑
35min后，再进一步搅拌8
‑
12min，得到均匀的悬浮液；
[0016]3.2)将硝酸银溶液缓慢注入步骤3.1)所述的悬浮液中，超声处理8
‑
12min，得到了MXene量子点/银纳米颗粒溶液；
[0017]所述的MXene量子点与硝酸银的质量比为：0.1∶0.8
‑
1.2。
[0018]进一步的，上述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，Ti3AlC2粉末与氢氟酸溶液的质量比为：1∶0.08
‑
0.12。
[0019]进一步的，上述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，所述的氢氟酸溶液为质量浓度40％。
[0020]进一步的，上述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，步骤1)中所述的冲洗剂为去离子水；所述的洗涤剂为乙醇。
[0021]进一步的，上述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，所述的多层MXene粉末与纯净水的质量比为1∶15
‑
25。
[0022]进一步的，上述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，所述的MXene量子点与去离子水的质量比为3∶0.8
‑
1.2。
[0023]进一步的，上述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，所述的AgNO3浓度为30mg/mL。
[0024]本专利技术的第二个技术方案是通过上述方法制备的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料。
[0025]本专利技术的最后一个方案是说述的基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料用于细菌的拉曼检测；以及用于磺胺类抗生素的拉曼检测。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下技术优点：
[0027](1)本专利技术提供的Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料合成方法简单，制备的Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料稳定性好，重复性高。
[0028](2)本专利技术提供的Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料在希瓦氏菌和磺胺类抗生素的SERS中表现出明显的增强效果，可用于细菌和抗生素的表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MXene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，依次包括下述步骤：1)多层MXene的制备将Ti3AlC2粉末浸入氢氟酸溶液中，在50
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70℃，高速搅拌下刻蚀20
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28h，然后用冲洗剂冲洗样品，从上清液中离心分离的MXene粉末，再次用冲洗剂冲洗粉末，直至pH为中性，然后用洗涤剂洗涤，收集洗涤后的上清液在70
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90℃真空烘箱中干燥20
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28h，得到多层MXene粉末；2)MXene量子点的制备向步骤1)制备的多层MXene粉末，加入纯净水，均匀混合后，在160℃水热反应20
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28h，将水热后得到的样品离心分离，收集上清液，进行冷冻干燥，得MXene量子点；(3)Mxene量子点/银纳米颗粒复合材料的制备3.1)将MXene量子点分散在去离子水中，超声处理25
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35min后，继续搅拌8
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12min，得到均匀的悬浮液；3.2)将硝酸银溶液缓慢注入步骤3.1)所述的悬浮液中，超声处理8
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12min，得到了MXene量子点/银纳米颗粒溶液；所述的MXene量子点与硝酸银的质量比为：0.1∶0.8
‑
1.2。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：